С помощью искусственного интеллекта ученые определили ключевые реакции в синтезе молекул и сократили процесс до возможного минимума. В результате они получили алкалоид всего за 3 этапа с высокой отдачей, хотя предыдущие синтезы включали 7–26 этапов. Разработанный способ может стать основой для более быстрого и эффективного синтеза лекарств и удобрений. Результаты исследования опубликованы в Science.
Чем быстрее и выгоднее синтез химических соединений, тем больше их можно произвести за определенное время или цену. Поэтому ученые постоянно ищут все более выгодные и быстрые, то есть более эффективные методы синтеза. В течение десятилетий ученые пытаются автоматизировать этот поиск. Однако потенциальных методов синтеза невероятно много. Поэтому и поиски наиболее эффективных подходов занимают много времени.
Новое решение придумали ученые из Мичиганского университета. Они использовали программное обеспечение, которое содержало базу данных путей и этапов многих синтезов, а также формулы для миллиона молекул. Такое количество информации позволило учитывать множество вариантов синтеза. Авторы разработали алгоритм, который на основе графиков выделял ключевые этапы. Опираясь на эту информацию, алгоритм позволил найти наиболее быстрый путь синтеза. Кроме того, ученые выделили реакции, ведущие к завершению синтеза, но недостаточно эффективные.
Исследователи испытали новый подход на реакции синтеза алкалоида. Алгоритм показал реакцию, которая раньше не использовалась. Ученые доработали маршрут, исключив возможные недостатки, и добились кратчайшего синтеза, сократив его этапы от 7–26 до 3.
«Мы надеемся, что это исследование может привести к созданию лучших лекарств. До сих пор мы были ограничены в молекулярных структурах, к которым мы можем быстро получить доступ с помощью химического синтеза», — рассказывают авторы исследования.
Автор: Анна Дегтярь.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
