Компьютер научили руководить процессом химического синтеза
Впервые опробована компьютерная программа, способная спланировать химический синтез, коллективом химиков из разных стран, 1 марта сообщается в научной статье журнала Chem.
Программа Chematica, разработанная химиком польского происхождения Бартошом Гжибовски, составляет последовательный план по созданию различных химических веществ с подробным описанием условий синтеза и без помощи человека. Чтобы показать возможности разработки, исследователи задали программе составить план синтеза восьми молекул. На каждую молекулу программа потратила 15–20 минут. После этого группа химиков успешно провела предложенные планы синтезов.
Синтезы двух молекул из восьми были опубликованы впервые. Как утверждают авторы разработки, для шести молекул удалось либо увеличить количество получаемого вещества, либо снизить стоимость реактивов, либо сократить количество стадий или часов, затрачиваемых человеком на его выполнение.
Несмотря на такие вдохновляющие результаты, некоторые химики отнеслись скептически к новой разработке. В еженедельном журнале Chemical & Engineering News 5 марта были опубликованы критические замечания. Утверждается, что некоторые из предложенных планов синтеза дают лишь небольшое улучшение относительно ранее опубликованных статей. Кроме того, встает вопрос об авторских правах вновь составляемых схем синтеза.
Бартош Гжибовски считает, что его разработка поможет химикам сэкономить время и деньги на синтезе целевых молекул. Программа, по его мнению, не сможет заменить изобретательности человека, ведь открывать новые реакции она не умеет.
Напомним, химический синтез большинства веществ с заданной молекулярной структурой, как правило, состоит из нескольких стадий (последовательных химических превращений). Перед непосредственным началом самого синтеза исследователи составляют план, который включает в себя ряд последовательных химических превращений. Почти для любого вещества можно придумать множество таких планов, которые будут отличаться друг от друга количеством стадий, выходами химических превращений и требуемыми исходными материалами. Поэтому составление грамотного плана синтеза химических веществ является важной задачей, особенно при разработке новых лекарств и новых материалов.
Программа Chematica — не первая попытка создать такого помощника химикам, первые разработки относятся к 1970-м годам. Однако успешно применить такие программы раньше не удавалось. Бартош Гжибовски трудился над Chematica 15 лет, после чего продал компании MilliporeSigma в 2017 году. Команда Гжибовского проанализировала литературу (многие тысячи статей), а затем разработала и внесла в программу 50 тысяч правил химического синтеза. Каждое правило «подсказывает», какие преобразования в молекуле можно проводить.
