Synteser av covid-19 intensivvårdsmediciner eller deras intermediärer utförda på en automatiserad, modulär ODP-plattform. a–c, Allchemy-designade, avfall-till-läkemedelssynteser av nyckelintermediärer av cisatracurium (a) och nyckelintermediärer av midazolam (b) och propofol (c; sista violetta pilen är offline-dekarboxylering). Tillverkningssteg av stabila hållpunkter och potentiella reningspunkter i de respektive synteserna är avbildade. Grå pilar indikerar tidigare kända, patenterade steg med utgångspunkt från avfallsmolekyler (röda strukturer). Isoleringspunkter är markerade i grönt. d, Processsliden konfigurerad för att tillverka propofolen. DCM, diklormetan; DMF, dimetylformamid, DMAP, 4-dimetylaminopyridin; IPA, isopropylalkohol; NMP, N-metyl-2-pyrrolidon. Kredit:Nature (2022). DOI:10.1038/s41586-022-04503-9
Ett internationellt team av forskare har utvecklat ett datorsystem som kan analysera ett prov av kemiskt avfall och skapa vägar för att syntetisera nya, användbara kemikalier. I deras artikel publicerad i tidskriften Nature , beskriver gruppen arbetet som gick till att skapa systemet och hur väl det fungerade när de testade det genom att syntetisera kemikalier från avfallsprover.
Som forskarna noterar genererar den kemiska industrin en enorm mängd avfall – tillverkning av produkter som läkemedel, kosmetika och gödningsmedel producerar avfallsprodukter som består av ett stort antal molekyler. Kemister har länge sökt vad de beskriver som "cirkulär kemi" - där avfallet som skapas av en process används som basmaterial för att skapa andra produkter. Men som forskarna också noterar är det problematiskt att hitta ett sätt att göra det. De påpekar att även ett avfallsprov med ett litet antal molekyler kan generera miljontals vägar mot skapandet av en ny produkt. I denna nya ansträngning använde forskarna ett datorsystem utformat för att förstå krångligheterna hos komplicerade enheter baserat på enstaka prover. Den ursprungliga plattformen utvecklades av ett team på ett företag som heter Alchemy, baserat i Indiana. Det har använts tidigare för att avgöra vilka typer av signaturer som kan indikera liv på andra planeter.
I denna nya ansträngning arbetade forskarna med att lägga till mer intelligens till den ursprungliga plattformen för att ge den en bättre förståelse för processerna som är involverade i att syntetisera nya föreningar baserade på en enda provblandning av kemikalier. De utvecklade ett system som kunde generera de vägar som krävs för att syntetisera cirka 300 läkemedel som för närvarande används inom medicin, såsom karvedilol och salbutamol, från en avfallsprodukt med över 200 föreningar.
Vägarna som utvecklats av systemet är beskrivningar av stegen för att syntetisera en given förening. Forskarna testade sitt system genom att använda flera av de vägar som skapades för att syntetisera flera verkliga droger. De föreslår att deras system skulle kunna utvecklas till en industriomfattande plattform som dramatiskt minskar mängden avfall som produceras av den kemiska industrin. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
