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

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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。