Acceleration of the Development of Organic Reactions Based on the Fusion of Automatic Synthesis Robots and Information Science

自动合成机器人与信息科学融合加速有机反应发展

• 批准号: 21H01924
• 负责人: 長田 裕也
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01924/
• 关键词: 自動合成; 量子化学計算; 機械学習; 強化学習; 自動スペクトル解析; ロボット合成; 自動分析; 自動有機合成

本研究では、自動合成ロボットと各種分析装置の直接接続によって実験結果のフィードバックを実現し、実験結果を受けた強化学習を行うことで迅速に最適条件へと到達できるシステムの開発を行うことを目的としている。これまでの検討によって、自動合成ロボットと超臨界流体クロマトグラフィーの直接接続によって、反応条件の検討と自動的な分析を高速に行うことができることを見出している。２０２２年度の研究では、自動合成ロボットを用いたアミド化反応及びパラジウム触媒を用いたクロスカップリング反応について検討を進めた。アミド化反応の検討では、種々のアミン類とカルボン酸に対して縮合剤を用いたアミド化反応を自動的に行い、反応性生物の自動精製と自動分析を進めた。種々の反応生成物について網羅的に超臨界流体クロマトグラフィーを用いた分析を行い、生成物の構造と保持時間に関して検討を進め、構造から保持時間を予測する機械学習モデルの構築を進めた。さらに、パラジウム触媒を用いたクロスカップリング反応に関する検討では、パラジウム源と配位子の組み合わせについて自動合成ロボットを用いた検討を進め、反応性と配位子の構造及び電子的影響の相関について情報化学的アプローチを用いた予測を行うことで、各種の記述子を用いて反応性及び選択性の予測が可能であることを確認した。これらの検討を通じて、自動合成ロボットと分析装置の直接接続による実験結果の自動分析及びそのフィードバックについて必要な要素技術の確立に至った。

In this study, the direct connection between automatic synthesis and various analytical devices is used to realize the results, and the results are accepted by reinforcement learning. The optimal conditions are reached quickly and the development of the analysis device is carried out. The analysis of supercritical fluid is carried out at high speed. The 2022 study was conducted to investigate the use of automatic synthesis catalysts. The automatic purification and analysis of organic and inorganic compounds are carried out in the laboratory. The product of the reaction is collected by supercritical fluid analysis, the structure and retention time of the product are discussed, and the mechanical learning is carried out. In this paper, the author discusses the application of catalyst in the field of information chemistry, and predicts the application of catalyst in the field of information chemistry. A variety of descriptions of the use of anti-selectivity and selectivity of the prediction is possible. The automatic analysis of the results and the establishment of the necessary elements of the technology for the analysis of the results of the direct connection between the automatic synthesis and the analysis device.

项目成果

長田裕也 個人Webサイト

永田佑也个人网站

Predicting Highly Enantioselective Catalysts Using Tunable Fragment Descriptors**

使用可调片段描述符预测高度对映选择性催化剂**

• DOI: 10.1002/anie.202218659
• 发表时间: 2023
• 期刊: Angewandte Chemie International Edition
• 作者: Tsuji Nobuya;Sidorov Pavel;Zhu Chendan;Nagata Yuuya;Gimadiev Timur;Varnek Alexandre;List Benjamin
• 通讯作者: List Benjamin

初期段階の材料探索を加速する半自動的な物質探索スキームの開発：ポルフィリン誘導体の溶解性予測への応用

开发半自动材料搜索方案以加速早期材料搜索：应用于卟啉衍生物的溶解度预测

Synthesis, Structure, and Dynamics of Chiral Eight‐Membered Cyclic Molecules with Thienylene and Cyclopropylene Units Alternately Connected

噻吩基和环丙烯单元交替连接的手性八元环状分子的合成、结构和动力学

• DOI: 10.1002/chem.202103962
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chemistry - A European Journal
• 作者: Miura Tomoya;Ishihara Yumi;Nakamuro Takayuki;Moritani Shunsuke;Nagata Yuuya;Murakami Masahiro
• 通讯作者: Murakami Masahiro

機械学習による不斉有機触媒の予測手法の開発～柔軟な記述子による不斉触媒最適化の加速～

使用机器学习开发不对称有机催化剂的预测方法 - 使用灵活的描述符加速不对称催化剂优化 -