机器人照亮化学一个黑暗的空间

虽然大多数合成是旨在使反应工作,团队在制药巨头默克公司一直在探索化学黑暗空间——反应不工作。依靠机器人试剂处理和分析,团队跑超过3000小型碳氮耦合找出哪些复合类型给反应问题。这可以帮助化学家和人工智能程序在未来更好地预测反应的结果。

负面数据的缺乏在文献中被杀害我们尝试造型化学反应,”解释了默克公司的化学家克里斯托弗·韦尔奇。只有很少的研究人员报告低收益的反应,甚至那些不工作。这意味着当化学家开发反应,没有简单的方法预测的东西是否可以工作的,英国伦敦帝国理工学院说催化研究咪咪Hii,谁没有参与这项研究。

韦尔奇周围的团队,斯宾塞德雷尔,华明胜和石狮林决定深入研究这种化学物质暗区。与自动化高通量系统的帮助下,他们进行了超过3000个实验找出狗碳氮耦合问题。催化了铜、钯、或铱或钌光催化剂,反应结合胺与芳基溴化。

这些反应需要添加剂如配体或基地,和温度在50到100°C -条件,到目前为止难以达到小型规模,通常依赖于流化学或者打开塑料孔板。林与工程师合作设计玻璃孔板和可密封的金属加热块。第一次nanomole规模反应可能与不溶性组件运行,在低沸点溶剂和可见光照射下。

总体而言,铜似乎最好的处理问题取代基醇类和胺类等经常毒药钯催化剂。Hii说,尽管其中的一些见解,可以获得一些化学直觉,数据显示一些意想不到的细节。例如,钯有一个明显的优势在耦合bromoarenes哌嗪类。和几个官能团分子经常被证明是有问题的,即使没有个人组。

此举Hii调用聪明,默克公司团队使用谱技术(matrix-assisted激光解吸/电离作用)质谱分析分析反应代替高效液相色谱法。虽然开发组织分析、谱技术适用于制药化合物,解释盛,可以运行一个完整的1536孔板在短短10分钟。

这是非常有趣的工作,结合实验和大数据,但它需要相当的技术专家,超出了今天许多化学家的范围,”说温迪Warr专家cheminformatics一家管理咨询公司在英国。Hii希望之类的设备快速在线分析中心的反应将帮助化学家获得类似的最先进的设备。

“一旦发现某些事情不工作你就可以开始看,为什么“Warr说。德雷尔说,这是在机器学习工具进来吗。他们可以挖到从分子角度数据和提取反应性规则。我认为这工作清楚地表明,一个巨大的大规模攻击的发展更深入地理解化学反应实验是可行的,”韦尔奇说。