按需化学提出了尽可能多的问题的答案
我决定用我的手机上的语音识别软件。这是一个与硬件设备更强大的比1960年代最好的电脑主机。然而,不需要技术知识去操作它。工作,曾经是局限于几个专家现在,夸张地说,在每个人的手中。
用了不到40年的时间流逝的时候,IBM估计只有10强大的计算机需要全球台式电脑的出现在几乎每一个家庭和办公室。努力自动化化学的一些地区,同样地,走了很长的路。为什么今天不能合成化学,由训练有素的化学家练习,最终遵循相同的模式?我们可以进入“个人化学”的时代,在我们的家园让我们的药物和设备材料需求,不需要科学知识或技能吗?
化学家的作用
读这篇文章,许多合成化学家们可能会担心他们的纪律将会被自动淘汰仪器。不用担心;我并不是说这将很快发生,并明确在未来10年。相反,合成化学家为什么躺人的创造力可以使更复杂的分子。
这种独创性和增加复杂性一直在显示合成的整个历史。意料之中的是,生物聚合物,是由有限数量的构件和连接通过一种化学联系首先驯良的自动装配。罗伯特布鲁斯·梅里菲尔德的自动固相肽合成在1960年代之后,DNA(1980年代),RNA(1997)最后寡糖(2001)。今天,放射性诊断代理2-fluorodeoxyglucose (FDG)自动合成和纯化每天早上在全球医疗中心立即使用。整个基因可以通过业余爱好者和命令在几天内交付;在1970年代早期相同的过程需要十年左右才能完成。业余爱好者现在使用寡核苷酸作为“bio-bricks”和整个基因参与合成生物学实验。
天然产物的结构宇宙要复杂得多,然而。无数不同的连接是可能的,合成需要更多可靠的化学转换。最近,乐器自动反复构建碳碳键通过boronate耦合反应引入和应用到自动化组装的几个复杂的天然产物。模块化组装系统的另一种方法,它是基于流化学模块分别负责一个特定的化学转换。如系统的效用是说明了五大片的合成药物通过改变输入,秩序和连接五个模块。
任何自动化过程的关键是高产、高效和健壮的反应,可以容忍许多溶剂和官能团的存在。这将是合成化学家发现日益强大,在很多情况下,催化反应进行所需的转换。在这一过程中,会出现一组可靠和健壮的转换,可以执行自动化工具来创建更复杂的分子按需使用一组基本的化学物质。
威胁和机遇
尽管化学家仍必不可少,合成将日益成为日常生活的一部分。业余爱好者已经可以购买或建造化学组装机器能够进行一系列的关键化学转换。未来几年将扩大这个概念。
这种“需求”的个人化学的优势是显而易见的。如果你住在一个偏远的位置和你的孩子迫切需要一个拯救生命的药物,你可以启动机器,让它。然而与此同时,有人可能希望化学战剂,强毒或非法药物也可以这样做。个人化学的影响可以是可怕的因为它们是可取的。与数字革命,化学不仅创造了信息化学物质,与所有它的好处和风险。访问控制化学物质作为起始原料为理由,在未来,需要控制。
在未来10年,我预见使用模块化的化学过程而不是业余爱好者和业余爱好者,而是由一个分散的网络训练有素的专业人员。自动或半自动模块化设备按需将使越来越多的复杂分子的合成的应用程序,从药品到材料。这些系统将允许发展中国家生产自己的拯救生命的药物以更少的技术需要,监管当局与远程在线监测。
社会的好处是巨大的!但是,像所有新技术,更大的责任会随着我们的改善能力。这是个人化学时代的黎明——和化学家必须充当导游在这个新的世界。
彼得Seeberger主管马克斯普朗克研究所的胶体和界面在波茨坦,德国
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