CHEMIFY: A System to Produce Universal Digital Chemical Synthesis

CHEMIFY：通用数字化学合成的系统

• 批准号: EP/S030603/1
• 负责人: Leroy Cronin
• 金额: $ 139.18万
• 依托单位: University of Glasgow
• 依托单位国家: 英国
• 项目类别: Research Grant
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 英国
• 起止时间: 2019 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gtr.ukri.org/projects?ref=EP%2FS030603%2F1
• 关键词: CHEMIFY; System; Produce; Universal; Digital

The aim of this proposal is to establish a standard digital code for the synthesis of molecules. Like Spotify, which allows the distribution of music in an mp3 (or similar) digital format, the development of a chemical code for synthesis will allow users to share their code as a result of the digitisation 'Chemify' process. The code will be demonstrated both manually and on basic robotic systems available in our laboratory (GU) and with our international collaborators based in the USA (MB), Canada (AAG), Germany (PS), and Poland (BG) who are experts in modular organic scaffold synthesis (MB), computational chemistry and statistics for experimental design (AAG), robotic carbohydrate synthesis (PS), and networks and rules of chemical synthesis (BG). In the long term, the ability to automate the synthesis of molecules will lower the cost of manufacture by enabling the automatic and unbiased exploration of chemical space giving a digital code. Such codes are needed if chemists are to develop systems that ensure reproducibility, and the ability to explore new reactions and statistics driven design of experiments to target unknown molecules. Recently we took a key step to encoding a multi-step synthesis into a digital blueprint,1 but the vision to go from code to molecules represents a gigantic problem. In this proposal, we will aim to develop a chemical ontology for synthetic chemistry that will lead to the first version of a programming language for chemical synthesis. We will then demonstrate the code can be used to synthesise important molecules, already robotically synthesised by us, and examples from our collaborators in the USA, Germany, Canada and Poland on the same universal 'chemputer' synthesise robot.

该提案的目的是为分子合成建立一个标准的数字代码。像Spotify一样，它允许以mp3（或类似）数字格式分发音乐，用于合成的化学代码的开发将允许用户共享他们的代码，作为数字化“化学”过程的结果。该代码将在我们的实验室（GU）和我们在美国（MB），加拿大（AAG），德国（PS）和波兰（BG）的国际合作者中手动和基本机器人系统上进行演示，他们是模块化有机支架合成（MB），计算化学和实验设计统计学（AAG），机器人碳水化合物合成（PS），以及化学合成的网络和规则（BG）。从长远来看，自动化分子合成的能力将通过提供数字代码来实现对化学空间的自动和无偏见的探索，从而降低制造成本。如果化学家要开发确保可重复性的系统，以及探索新反应和统计驱动实验设计以靶向未知分子的能力，那么就需要这样的代码。最近，我们迈出了关键的一步，将多步合成编码成数字蓝图，但从代码到分子的愿景代表着一个巨大的问题。在本提案中，我们的目标是开发合成化学的化学本体，这将导致化学合成编程语言的第一版。然后，我们将展示代码可用于合成重要的分子，我们已经机器人合成，并从我们的合作者在美国，德国，加拿大和波兰在同一个通用的“化学计算机”合成机器人的例子。

项目成果

Discovering New Chemistry with an Autonomous Robotic Platform Driven by a Reactivity-Seeking Neural Network.

• DOI: 10.1021/acscentsci.1c00435
• 发表时间: 2021-11-24
• 期刊: ACS central science
• 影响因子: 18.2
• 作者: Caramelli D;Granda JM;Mehr SHM;Cambié D;Henson AB;Cronin L
• 通讯作者: Cronin L

Robotic Modules for the Programmable Chemputation of Molecules and Materials

用于分子和材料的可编程化学计算的机器人模块

• DOI: 10.26434/chemrxiv-2023-1wb6b
• 发表时间: 2023
• 作者: Cronin L

Autonomous execution of highly reactive chemical transformations in the Schlenkputer

在 Schlenkputer 中自主执行高反应性化学转化

• DOI: 10.1038/s44286-023-00024-y
• 发表时间: 2024
• 期刊: Nature Chemical Engineering
• 作者: Bell N

An Artificial Intelligence that Discovers Unpredictable Chemical Reactions

发现不可预测化学反应的人工智能

• DOI: 10.26434/chemrxiv.12924968.v1
• 发表时间: 2020
• 作者: Caramelli D

A Reactivity First Approach to Autonomous Discovery of New Chemistry

自主发现新化学的反应性优先方法

• DOI: 10.26434/chemrxiv.12924968.v2
• 发表时间: 2021
• 作者: Caramelli D