eBook :

La révolution de la Chimie verte

Exploiter l'IA et l'automatisation pour une synthèse durable

Ce que vous apprendrez :

  • Découvrez comment l'IA rationalise le processus de développement des médicaments grâce à l'automatisation.
  • Découvrez les améliorations de la précision des réactions chimiques grâce à la planification par l'IA.
  • Comprendre comment l'IA et la robotique minimisent l'intervention humaine dans les synthèses chimiques complexes.
  • Découvrez comment l'analyse computationnelle transforme les déchets industriels en produits chimiques utiles.
  • Comprendre comment l'IA optimise rapidement la synthèse de nouveaux composés.

Table des matières

  • Page 4 - Introduction
    Dr. Ewa Gajewska
  • Page 6 - Automatismes synthétiques : Une révolution de l'âge de pierre à l'ère moderne
    Adapté de Fang, G., Lin, D.-Z. et Liao, K.
  • Page 9 - Analyse computationnelle de la planification synthétique : Past and Future
    Adapté de Wang, Z., Zhang, W. et Liu, B.
  • Page 12 - La synergie entre les approches d'experts et d'apprentissage automatique permet d'améliorer la planification rétrosynthétique
    Adapté de Badowski T., et al.
  • Page 15 - Conception assistée par ordinateur de synthèses durables de produits pharmaceutiques et agrochimiques à partir de déchets industriels.
    Adapté de Le Pogam, P., et al.
  • Page 18 - Artificial-Intelligence-Driven Organic Synthesis- En Route towards Autonomous Synthesis ?
    Adapté de Empel, C. et Koenigs, RM
  • Page 21 - Déverrouiller la chimie de demain grâce à la planification de la synthèse assistée par ordinateur
    Entretien avec le professeur Tim Cernak

Introduction
par Dr. Ewa Gajewska

Dans le paysage en rapide évolution des progrès scientifiques et industriels, la quête de l'innovation est sans fin. Alors que les industries s'efforcent de créer de nouveaux produits et processus, deux considérations essentielles émergent : la sauvegarde de la propriété intellectuelle (PI) et l'adoption de pratiques durables. Dans ce contexte dynamique, l'intégration de la conception de synthèse assistée par ordinateur (CASD) est apparue comme un puissant outil d'innovation.

Nous incluons ici plusieurs articles qui approfondissent la synergie entre les techniques de pointe de la DSAC et l'avancement de l'innovation tout en encourageant les pratiques respectueuses de l'environnement. Ce livre électronique donne un aperçu de la conception de synthèse assistée par ordinateur, hier et aujourd'hui, ainsi que des exemples de développements et d'applications révolutionnaires qui s'alignent sur le développement durable et montrent comment la conception de synthèse assistée par ordinateur, en tirant parti d'algorithmes avancés, de connaissances fondées sur les données et de la modélisation prédictive, permet aux chercheurs de rationaliser la conception et l'optimisation des processus de synthèse chimique.

Nous souhaitons également mettre en lumière le rôle essentiel que joue la DSAC dans la promotion de la chimie verte, une discipline qui vise à minimiser l'impact environnemental des processus chimiques. Ce livre électronique souligne la manière dont la DSAC peut contribuer à l'identification de voies de réaction respectueuses de l'environnement, à la réduction de la production de déchets et à l'optimisation de l'utilisation des ressources. En adoptant la DSAC comme outil de soutien à la chimie verte, les industries peuvent non seulement améliorer leur profil de durabilité, mais aussi contribuer à un monde plus équilibré sur le plan écologique.

Les procédés industriels entraînent souvent une production importante de déchets, contribuant à la pollution, à la mise en décharge et au gaspillage des ressources. Les méthodes traditionnelles de gestion des déchets impliquent l'élimination ou l'incinération, qui ont toutes deux des conséquences négatives sur l'environnement. Toutefois, le concept d'économie circulaire, dans lequel les déchets sont considérés comme une ressource, gagne du terrain. La DSAC joue un rôle essentiel dans cette transition en facilitant la conversion des déchets en produits de valeur, réduisant ainsi la demande de ressources vierges. Pour ce faire, elle combine la puissance de la conception assistée par ordinateur (CAO), de la chimie computationnelle et des mesures de durabilité afin de guider les chercheurs et les ingénieurs dans la conception de processus de synthèse respectueux de l'environnement qui réduisent la production de déchets et l'impact sur l'environnement.

En outre, nous incluons plusieurs articles qui traitent de l'évolution de la conception de la synthèse assistée par ordinateur et envisagent son intégration future à la synthèse automatisée. L'avenir de la synthèse automatisée est extrêmement prometteur, grâce aux progrès de la technologie, de l'intelligence artificielle et des préoccupations en matière de développement durable. Plusieurs tendances et évolutions sont susceptibles de façonner le paysage de la synthèse automatisée. L'intégration des techniques d'intelligence artificielle (IA) et d'apprentissage automatique (ML) jouera un rôle central dans la synthèse automatisée. Ces technologies peuvent analyser de grandes quantités de données, prédire les résultats des réactions, optimiser les conditions de réaction et proposer de nouvelles voies de synthèse. Les systèmes pilotés par l'IA peuvent tirer des enseignements des réactions réussies et de celles qui ont échoué, ce qui permet de mettre au point des processus plus efficaces et plus innovants. Les laboratoires équipés de systèmes robotiques et d'instruments automatisés permettent aux chercheurs de mener un grand nombre d'expériences simultanément et de prendre en charge diverses tâches telles que la préparation des échantillons, l'ajout de réactifs et la collecte de données, libérant ainsi le temps des chercheurs pour des tâches plus complexes et plus créatives.

L'avenir de la synthèse chimique est marqué par l'intégration de technologies de pointe, d'approches axées sur la durabilité et d'une efficacité accrue. Alors que l'automatisation continue de révolutionner le domaine de la chimie, les chercheurs et les industries peuvent s'attendre à une approche de la synthèse chimique plus rationalisée, plus innovante et plus respectueuse de l'environnement. En adoptant une approche holistique et écologique, la conception de synthèse durable assistée par ordinateur (CASSD) se positionne comme un outil puissant qui met en synergie l'innovation et la durabilité. Son application à la transformation des déchets industriels en produits de valeur s'aligne sur les principes d'une économie circulaire et ouvre la voie à un avenir plus vert et plus efficace. À mesure que les industries continuent d'adopter les pratiques CASSD, nous pouvons anticiper une réduction significative de la production de déchets, de la consommation d'énergie et de l'impact environnemental, nous rapprochant ainsi d'un paysage industriel véritablement durable.

Dr. Ewa Gajewska
Head of Product Management
Logiciel de rétrosynthèse SYNTHIA®, Digital Chemistry.

Automatismes synthétiques

Une révolution de l'âge de pierre à l'ère moderne : L'évolution de la chimie de synthèse est passée de méthodes manuelles à forte intensité de main-d'œuvre à des systèmes automatisés avancés, grâce à des innovations dans les domaines de l'IA et de la robotique. Ces technologies rationalisent les processus, augmentent l'Efficacité et réduisent le temps nécessaire aux synthèses chimiques complexes.

Article original

Fang, G., Lin, D.-Z. et Liao, K. (2023), Automatismes synthétiques : A Revolution From "Stone Age" to Modern Era. Chin. J. Chem., 41 : 1075-1079. https://doi.org/10.1002/cjoc.202200713

Analyse computationnelle de la planification synthétique

Passé et futur : Les outils informatiques ont considérablement transformé la planification synthétique en améliorant la précision et la vitesse de la synthèse chimique. Au fur et à mesure de leur évolution, ces outils promettent une intégration encore plus poussée avec l'IA, ouvrant la voie à des stratégies synthétiques plus sophistiquées et plus efficaces.

Original Article

Wang, Z., Zhang, W. et Liu, B. (2021), Computational Analysis of Synthetic Planning : Past and Future. Chin. J. Chem. 39 : 3127-3143. https://doi.org/10.1002/cjoc.202100273


La synergie entre les approches d'experts et d'apprentissage automatique permet d'améliorer la planification rétrosynthétique

La combinaison des connaissances d'experts et de l'apprentissage automatique crée une puissante synergie qui améliore la précision et la créativité de la planification rétrosynthétique. Cette approche permet aux chimistes de découvrir des voies innovantes qui pourraient ne pas être évidentes avec les seules méthodes traditionnelles.

Original Article

T. Badowski, E. P. Gajewska, K. Molga, B. A. Grzybowski, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 725.

Conception assistée par ordinateur de synthèses durables de produits pharmaceutiques et agrochimiques à partir de déchets industriels

Grâce à la conception assistée par ordinateur, les chimistes peuvent mettre au point des voies de synthèse durables qui transforment les déchets industriels en produits pharmaceutiques et agrochimiques de valeur. Cette approche permet non seulement de réduire l'impact sur l'environnement, mais aussi d'optimiser l'utilisation des ressources et la rentabilité.

Article original

P. Le Pogam, N. Papon, M. A. Beniddir, V. Courdavault, ChemSusChem 2022, 15, e202201125.


Synthèse organique pilotée par l'intelligence artificielle - En route vers la synthèse autonome ?

La synthèse organique pilotée par l'intelligence artificielle progresse rapidement vers l'objectif de la synthèse autonome, qui ne nécessite qu'une intervention humaine minimale. Ces développements ont le potentiel de révolutionner le domaine en permettant une production chimique plus efficace et évolutive.

Article original

C. Empel, R. M. Koenigs, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 17114.


Déverrouiller la chimie de demain avec la planification de la synthèse assistée par ordinateur

Le professeur Tim Cernak met en lumière le potentiel de transformation de la planification de la synthèse chimique assistée par ordinateur pour révolutionner la découverte et le développement de produits chimiques. En s'appuyant sur des techniques de calcul avancées, les chimistes peuvent ouvrir de nouvelles possibilités pour créer des composés et des matériaux innovants.