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科学研究
基于AI合成路线设计的智能合成平台
 最后更新: 2020-04-22  作者: 佚名  浏览: 190次

  21世纪以来,以人工智能、虚拟现实为代表的第四次工业技术革命,正以一种前所未有的态势积极地改变着当今经济、社会的发展形式。为实现传统化工制造业的变革性发展,近年来人工智能、虚拟现实等先进技术在有机化工合成方面的应用研究正逐渐成为该领域的热点之一。2019年8月麻省理工学院在Science (2019,365 : 537)发表了一篇题为“A robotic platform for flow synthesis of organic compounds informedby AI planning”的学术研究进展。该篇文章提供了一种智能化设计、自动化合成的新型实验平台,该套装置可根据目标化合物的分子结构智能化设计、筛选合成路线及反应条件,由智能中枢控制实现化合物的制备。此平台的成功应用将极大解放化学家反复实验的时间与精力,研究成果引起相关领域专家的特别关注。

图1. 有机化工智能合成平台及工作流程示意: A.目标有机化合物的的合成流程;B.有机合成路线智能化设计、筛选流程;C.智能有机合成平台示意图
(改编自: Science

 

  该实验平台主要由智能设计与筛选模块、自动化流程模块两部分构成。其中,智能设计与筛选模块需要首先构建包含数百万条化学反应信息的有机合成信息数据库,然后通过人工智能算法自动设计、筛选出可能性最高的目标化合物的合成路线,最后给出合成路线中每一步的合成条件;自动化流程模块是由智能机械臂和连续流程装置构成,根据智能设计与筛选模块确定的合成路线以及合成条件,由机械臂控制在连续流程装置上完成反应、分离等操作,极大地提高了有机合成效率。文中介绍,目前这种智能化有机合成平台已完成15种类似药物的自主设计合成。

图2. 目标化合物合成路线及制备条件智能筛选流程示例: A.目标化合物结构输入; B.合成路线预测; C.反应条件优化筛选; D.预测C条件下可能产物; E.反应示例
(改编自: Science)

 

 

原文链接:

原文作者:

ConnorW. Coley, Dale A. Thomas III, Justin A. M. Lummiss, Jonathan N. Jaworski, Christopher P. Breen, Victor Schultz, Travis Hart, Joshua S. Fishman, LukeRogers, Hanyu Gao, Robert W. Hicklin, Pieter P. Plehiers, Joshua Byington, JohnS. Piotti, William H. Green, A. John Hart, Timothy F. Jamison*, Klavs F. Jensen*

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