組合化學包括化學合成方法，可以在單一過程中制備大量（數萬至數千甚至數百萬）化合物。 這些化合物庫可以制成混合物、一組單獨的化合物或由計算機軟件生成的化學結構。 組合化學可用于小分子和肽的合成。

允許識別文庫有用成分的策略也是組合化學的一部分。 組合化學中使用的方法也適用于化學以外的領域。

組合化學是由 Furka á (E?tv?s Loránd University Budapest Hungary) 發明的，他在 1982 年公證的文件中描述了它的原理，組合合成和反卷積過程。組合方法的原理是：合成一個多 成分化合物混合物（組合庫）在一個單一的逐步程序中進行篩選，以在一個單一的過程中找到候選藥物或其他種類的有用化合物。 組合方法最重要的創新是在合成和篩選中使用混合物，以確保該過程的高生產率。 導致本發明的動機已于 2002 年發表。

以組合方式合成分子可以迅速產生大量分子。 例如，具有三個多樣性點（R1、R2 和 R3）的分子可以生成 N R 1 × N R 2 × N R 3 {\\displaystyle N_{R_{1}}\\times N_{R_{2}}\ \times N_{R_{3}}} 可能的結構，其中 N R 1 {\\displaystyle N_{R_{1}}} ， N R 2 {\\displaystyle N_{R_{2}}} 和 N R 3 {\\ displaystyle N_{R_{3}}} 是所用不同取代基的數量。

組合化學的基本原理是準備大量化合物的庫，然后識別庫中有用的成分。

盡管自 20 世紀 90 年代以來組合化學才真正被工業界采用，但其根源可以追溯到 60 年代，當時洛克菲勒大學的研究員布魯斯梅里菲爾德開始研究肽的固相合成。

以其現代形式，組合化學可能對制藥行業產生了xxx的影響。 試圖優化化合物活性特征的研究人員創建了一個包含許多不同但相關化合物的“庫”。 機器人技術的進步催生了組合合成的工業方法，使公司能夠每年定期生產超過 100,000 種新的和獨特的化合物。

為了處理大量的結構可能性，研究人員經常創建一個“虛擬庫”，這是一個給定藥效團的所有可能結構與所有可用反應物的計算枚舉。 這樣的庫可以包含數千到數百萬個“虛擬”化合物。 研究人員將根據各種計算和標準（參見 ADME、計算化學和 QSAR）選擇“虛擬庫”的一個子集用于實際合成。

組合拆分混合（拆分和合并）合成基于 Merrifield 開發的固相合成。 如果使用 20 種氨基酸（或其他類型的構建塊）合成組合肽文庫，則將珠形式的固體支持物分成 20 等份。 隨后將不同的氨基酸與每個部分偶聯。 第三步是混合所有部分。 這三個步驟組成一個循環。 肽鏈的延長可以通過簡單地重復循環步驟來實現。

該過程通過在兩個循環中使用相同的三個氨基酸作為構建塊的二肽庫的合成來說明。 該文庫的每個成分都包含兩個以不同順序排列的氨基酸。 耦合中使用的氨基酸在圖中用黃色、藍色和紅色圓圈表示。 發散箭頭表示將固體支持樹脂（綠色圓圈）分成相等的部分，垂直箭頭表示耦合，收斂箭頭表示混合和均化支持部分。

在兩個合成循環中形成了 9 個二肽。 在第三和第四個循環中，將分別形成27個三肽和81個四肽。

split-mix合成有幾個突出的特點：

• 效率很高。合成過程中形成的肽數量（3、9、27、81）隨著執行循環的數量呈指數增長。 在每個合成循環中使用 20 個氨基酸，形成的肽的數量分別為：400、8,000、160,000 和 3,200,000。 這意味著肽的數量隨著執行循環的數量呈指數增長。
• 所有的肽序列都是在這個過程中形成的，可以通過氨基a的組合推導出來