eBook:

Revolusi Kimia Ramah Lingkungan

Memanfaatkan AI dan Otomasi untuk Sintesis yang Berkelanjutan

Apa yang akan Anda pelajari:

  • Temukan bagaimana AI merampingkan proses pengembangan obat melalui otomatisasi.
  • Pelajari tentang peningkatan presisi dalam reaksi kimia berkat perencanaan AI.
  • Memahami bagaimana AI dan robotika meminimalkan input manusia dalam sintesis kimia yang kompleks.
  • Jelajahi bagaimana analisis komputasi mengubah limbah industri menjadi bahan kimia yang bermanfaat.
  • Dapatkan wawasan tentang bagaimana AI dengan cepat mengoptimalkan sintesis senyawa baru.

Daftar Isi

  • Halaman 4 - Pendahuluan
    Dr. Ewa Gajewska
  • Halaman 6 - Otomatisasi Sintetis: Sebuah Revolusi dari Zaman Batu ke Era Modern
    Diadaptasi dari Fang, G., Lin, D.-Z. dan Liao, K.
  • Halaman 9 - Analisis Komputasi Perencanaan Sintetis: Masa Lalu dan Masa Depan
    Diadaptasi dari Wang, Z., Zhang, W. dan Liu, B.
  • Halaman 12 - Sinergi Antara Pendekatan Pakar dan Pembelajaran Mesin Memungkinkan Peningkatan Perencanaan Retrosintetik
    Diadaptasi dari Badowski T., dkk.
  • Halaman 15 - Desain Berbantuan Komputer untuk Sintesis Farmasi dan Agrokimia Berkelanjutan dari Limbah Industri.
    Diadaptasi dari Le Pogam, P. , dkk.
  • Halaman 18 - Sintesis Organik Berbasis Kecerdasan Buatan - Menuju Sintesis Otonom?
    Diadaptasi dari Empel, C. dan Koenigs, RM
  • Halaman 21 - Membuka Kimia Masa Depan dengan Perencanaan Sintesis Berbantuan Komputer
    Wawancara dengan Profesor Tim Cernak

Pengantar
oleh Dr. Ewa Gajewska

Dalam lanskap kemajuan ilmu pengetahuan dan industri yang berkembang pesat, pencarian inovasi tidak ada habisnya. Ketika industri berusaha keras untuk menciptakan Produk dan Proses baru, dua pertimbangan penting muncul: melindungi Kekayaan Intelektual (IP) dan merangkul praktik-praktik berkelanjutan. Dalam konteks yang dinamis ini, integrasi desain sintesis berbantuan komputer (CASD) telah muncul sebagai alat yang ampuh untuk inovasi.

Di sini kami menyertakan beberapa artikel yang menggali sinergi antara teknik CASD mutakhir dan memajukan inovasi sambil mendorong praktik yang sadar lingkungan. E-book ini memberikan gambaran umum tentang desain sintesis berbantuan komputer, dulu dan sekarang, bersama dengan contoh-contoh pengembangan terobosan dan aplikasi yang selaras dengan keberlanjutan dan menunjukkan bagaimana CASD, dengan memanfaatkan algoritme canggih, wawasan berbasis data, dan pemodelan prediktif, memberdayakan para peneliti untuk merampingkan desain dan optimalisasi proses sintesis kimia.

Kami juga bertujuan untuk menjelaskan peran penting yang dimainkan CASD dalam mempromosikan Kimia Ramah Lingkungan - sebuah disiplin ilmu yang didedikasikan untuk meminimalkan dampak lingkungan dari proses kimia. Buku elektronik ini menggarisbawahi bagaimana CASD dapat membantu dalam identifikasi jalur reaksi yang ramah lingkungan, pengurangan timbulan limbah, dan optimalisasi pemanfaatan sumber daya. Dengan menggunakan CASD sebagai alat pendukung Kimia Ramah Lingkungan, industri tidak hanya dapat meningkatkan profil keberlanjutan mereka, tetapi juga berkontribusi pada dunia yang lebih seimbang secara ekologis.

Proses industri sering kali menghasilkan limbah yang signifikan, berkontribusi terhadap polusi, tempat pembuangan sampah, dan pemborosan sumber daya. Metode tradisional pengelolaan limbah melibatkan pembuangan atau pembakaran, yang keduanya memiliki konsekuensi lingkungan yang negatif. Namun, konsep ekonomi sirkular, di mana sampah dianggap sebagai sumber, semakin populer. CASD memainkan peran penting dalam memungkinkan transisi ini dengan memfasilitasi konversi limbah menjadi produk yang berharga, sehingga mengurangi permintaan akan sumber daya alam. Hal ini dicapai dengan menggabungkan kekuatan desain berbantuan komputer (CAD), Kimia Komputasi, dan Metrik Keberlanjutan untuk memandu para peneliti dan insinyur dalam merancang proses sintesis ramah lingkungan yang mengurangi timbulan limbah dan dampak lingkungan.

Selain itu, kami menyertakan beberapa artikel yang membahas evolusi desain sintesis berbantuan komputer dan mempertimbangkan integrasinya di masa depan dengan sintesis otomatis. Masa depan sintesis otomatis sangat menjanjikan, didorong oleh kemajuan teknologi, kecerdasan buatan, dan masalah keberlanjutan. Saat kita melihat ke depan, beberapa tren dan perkembangan cenderung membentuk lanskap sintesis otomatis. Integrasi teknik Kecerdasan Buatan (AI) dan pembelajaran mesin (ML) akan memainkan peran penting dalam sintesis otomatis. Teknologi ini dapat menganalisis data dalam jumlah besar, memprediksi hasil reaksi, mengoptimalkan kondisi reaksi, dan mengusulkan rute sintesis baru. Sistem yang digerakkan oleh AI dapat belajar dari reaksi yang berhasil dan gagal, sehingga menghasilkan proses yang lebih efisien dan inovatif. Laboratorium yang dilengkapi dengan sistem robotik dan instrumen otomatis memungkinkan para peneliti untuk melakukan sejumlah besar eksperimen secara bersamaan dan akan menangani berbagai tugas seperti persiapan sampel, penambahan reagen, dan pengumpulan data, sehingga membebaskan waktu para peneliti untuk tugas-tugas yang lebih kompleks dan kreatif.

Masa depan Sintesis Kimia ditandai dengan integrasi teknologi mutakhir, pendekatan berbasis keberlanjutan, dan peningkatan efisiensi. Ketika otomatisasi terus merevolusi bidang kimia, para peneliti dan industri dapat mengantisipasi pendekatan yang lebih efisien, inovatif, dan sadar lingkungan untuk Sintesis Kimia. Ketika mengambil pendekatan holistik dan ekologis, Computer-Aided Sustainable Synthesis Design (CASSD) diposisikan sebagai alat yang ampuh untuk mensinergikan inovasi dan keberlanjutan. Penerapannya dalam mengubah limbah industri menjadi produk yang bernilai sejalan dengan prinsip-prinsip ekonomi sirkular dan membuka jalan bagi masa depan yang lebih hijau dan lebih efisien. Ketika industri terus mengadopsi praktik CASSD, kita dapat mengantisipasi pengurangan yang signifikan dalam timbulan limbah, konsumsi energi, dan dampak lingkungan, yang mendorong kita lebih dekat ke lanskap industri yang benar-benar berkelanjutan.

Dr. Ewa Gajewska
Kepala Manajemen Produk
Perangkat Lunak Retrosintesis SYNTHIA® , Kimia Digital

Otomatisasi Sintetis

Revolusi dari Zaman Batu ke Era Modern: Evolusi kimia sintetis telah bertransisi dari metode manual yang padat karya menjadi sistem otomatis yang canggih, yang didorong oleh inovasi dalam AI dan robotika. Teknologi ini merampingkan proses, meningkatkan efisiensi, dan mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk sintesis kimia yang kompleks.

Artikel Asli

Fang, G., Lin, D.-Z. dan Liao, K. (2023), Synthetic Automations: Sebuah Revolusi Dari "Zaman Batu" ke Era Modern. Chin. J. Chem., 41: 1075-1079. https://doi.org/10.1002/cjoc.202200713

Analisis Komputasi Perencanaan Sintetis

Masa Lalu dan Masa Depan: Alat komputasi telah secara signifikan mengubah perencanaan sintetis dengan meningkatkan presisi dan kecepatan Sintesis Kimia. Seiring dengan terus berkembangnya alat-alat ini, mereka menjanjikan integrasi yang lebih besar dengan AI, membuka jalan bagi strategi sintetis yang lebih canggih dan efisien.

Artikel Asli

Wang, Z., Zhang, W. dan Liu, B. (2021), Analisis Komputasi Perencanaan Sintetis: Masa Lalu dan Masa Depan. Chin. J. Chem., 39: 3127-3143. https://doi.org/10.1002/cjoc.202100273


Sinergi Antara Pendekatan Pakar dan Pembelajaran Mesin Memungkinkan Perencanaan Retrosintetik yang Lebih Baik

Menggabungkan pengetahuan ahli dengan pembelajaran mesin menciptakan sinergi yang kuat yang meningkatkan akurasi dan kreativitas perencanaan retrosintetik. Pendekatan ini memungkinkan ahli kimia untuk menemukan jalur inovatif yang mungkin tidak dapat ditemukan hanya dengan metode tradisional.

ArtikelAsli

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

Desain Berbantuan Komputer untuk Sintesis Farmasi dan Agrokimia Berkelanjutan dari Limbah Industri

Dengan menggunakan desain berbantuan komputer, ahli kimia dapat mengembangkan rute sintesis berkelanjutan yang mengubah limbah industri menjadi produk farmasi dan agrokimia yang berharga. Pendekatan ini tidak hanya mengurangi dampak lingkungan tetapi juga mengoptimalkan penggunaan sumber dan efisiensi biaya.

ArtikelAsli

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


Sintesis Organik Berbasis Kecerdasan Buatan - Menuju Sintesis Otonom?

Sintesis organik yang digerakkan oleh AI dengan cepat berkembang menuju tujuan sintesis otonom, di mana campur tangan manusia minimal diperlukan. Perkembangan ini memiliki potensi untuk merevolusi bidang ini dengan memungkinkan produksi bahan kimia yang lebih efisien dan terukur.

ArtikelAsli

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


Membuka Kimia Masa Depan dengan Perencanaan Sintesis Berbantuan Komputer

Profesor Tim Cernak menyoroti potensi transformatif dari perencanaan sintesis berbantuan komputer dalam merevolusi penemuan dan pengembangan kimia. Dengan memanfaatkan teknik komputasi canggih, ahli kimia dapat membuka kemungkinan baru untuk menciptakan senyawa dan bahan inovatif.