Indice dei contenuti

• Pagina 4 - Introduzione
  Dr. Ewa Gajewska
• Pagina 6 - Automazioni sintetiche: Una rivoluzione dall'età della pietra all'era moderna
  Adattato da Fang, G., Lin, D.-Z. e Liao, K.
• Pagina 9 - Analisi computazionale della pianificazione sintetica: Past and Future
  Adattato da Wang, Z., Zhang, W. e Liu, B.
• Pagina 12 - La sinergia tra approcci esperti e di apprendimento automatico consente di migliorare la pianificazione retrosintetica
  Adattato da Badowski T., et al.
• Pagina 15 - Progettazione assistita da computer di sintesi sostenibili di prodotti farmaceutici e agrochimici da rifiuti industriali.
  Adattato da Le Pogam, P., et al.
• Pagina 18 - Sintesi organica guidata dall'intelligenza artificiale - Verso una sintesi autonoma?
  Adattato da Empel, C. e Koenigs, RM
• Pagina 21 - Sbloccare la Chimica computazionale di domani con la Pianificazione della sintesi assistita da computer
  Intervista con il professor Tim Cernak

Introduzione
di Ewa Gajewska

Nel panorama in rapida evoluzione dei progressi scientifici e industriali, la ricerca dell'innovazione è incessante. Mentre le industrie si sforzano di creare nuovi prodotti e processi, emergono due considerazioni critiche: la salvaguardia della proprietà intellettuale (IP) e l'adozione di pratiche sostenibili. In questo contesto dinamico, l'integrazione della progettazione di sintesi assistita dal computer (CASD) è emersa come un potente strumento di innovazione.

Qui sono raccolti diversi articoli che approfondiscono la sinergia tra le tecniche CASD all'avanguardia e l'avanzamento dell'innovazione, promuovendo al contempo pratiche consapevoli dal punto di vista ambientale. Questo eBook fornisce una Panoramica sulla progettazione della sintesi assistita dal computer, passata e presente, insieme ad esempi di sviluppi e applicazioni innovativi che si allineano con la sostenibilità e mostrano come la CASD, sfruttando algoritmi avanzati, intuizioni basate sui dati e modellazione predittiva, consenta ai ricercatori di ottimizzare la progettazione e l'ottimizzazione dei processi di sintesi chimica.

L'obiettivo è anche quello di far luce sul ruolo centrale che la CASD svolge nella promozione della Chimica verde, una disciplina dedicata alla minimizzazione dell'impatto ambientale dei processi chimici. Questo eBook sottolinea come la CASD possa contribuire all'identificazione di percorsi di reazione rispettosi dell'ambiente, alla riduzione della produzione di rifiuti e all'ottimizzazione dell'utilizzo delle risorse. Abbracciando il CASD come strumento di supporto alla Chimica verde, le industrie possono non solo migliorare il loro profilo di sostenibilità, ma anche contribuire a un mondo più equilibrato dal punto di vista ecologico.

I processi industriali comportano spesso una notevole produzione di rifiuti, che contribuiscono all'inquinamento, alle discariche e allo spreco di risorse. I metodi tradizionali di gestione dei rifiuti prevedono lo smaltimento o l'incenerimento, entrambi con conseguenze ambientali negative. Tuttavia, il concetto di economia circolare, in cui i rifiuti sono considerati una risorsa, sta guadagnando terreno. Il CASD svolge un ruolo fondamentale nel favorire questa transizione, facilitando la conversione dei rifiuti in prodotti di valore e riducendo così la domanda di risorse vergini. Ciò avviene combinando la potenza della progettazione assistita da computer (CAD), della Chimica computazionale e dei parametri di sostenibilità per guidare ricercatori e ingegneri nella progettazione di processi di sintesi ecocompatibili che riducono la produzione di rifiuti e l'impatto ambientale.

Inoltre, includiamo diversi articoli che affrontano l'evoluzione della progettazione di sintesi assistita dal computer e considerano la sua futura integrazione con la sintesi automatizzata. Il futuro della sintesi automatizzata è molto promettente, grazie ai progressi della tecnologia, dell'intelligenza artificiale e della sostenibilità. Guardando al futuro, è probabile che diverse tendenze e sviluppi plasmeranno il panorama della sintesi automatizzata. L'integrazione delle tecniche di intelligenza artificiale (IA) e di apprendimento automatico (ML) giocherà un ruolo fondamentale nella sintesi automatizzata. Queste tecnologie possono analizzare grandi quantità di dati, prevedere i risultati delle reazioni, ottimizzare le condizioni di reazione e proporre nuove vie di sintesi. I sistemi guidati dall'intelligenza artificiale possono imparare sia dalle reazioni riuscite che da quelle fallite, portando a processi più efficienti e innovativi. I laboratori dotati di sistemi robotici e strumenti automatizzati consentono ai ricercatori di condurre un gran numero di esperimenti simultaneamente e di gestire varie attività come la preparazione dei campioni, l'aggiunta dei reagenti e la raccolta dei dati, liberando il tempo dei ricercatori per attività più complesse e creative.

Il futuro della Sintesi chimica è segnato dall'integrazione di tecnologie all'avanguardia, approcci orientati alla sostenibilità e maggiore efficienza. Poiché l'automazione continua a rivoluzionare il campo della chimica, i ricercatori e le industrie possono prevedere un approccio alla sintesi chimica più snello, innovativo e attento all'ambiente. Quando si adotta un approccio olistico ed ecologico, il Computer-Aided Sustainable Synthesis Design (CASSD) si posiziona come un potente strumento che sinergizza innovazione e sostenibilità. La sua applicazione nella trasformazione dei rifiuti industriali in prodotti di valore è in linea con i principi dell'economia circolare e apre la strada a un futuro più verde ed efficiente. Man mano che le industrie continueranno ad adottare le pratiche CASSD, possiamo prevedere una riduzione significativa della produzione di rifiuti, del consumo energetico e dell'impatto ambientale, avvicinandoci a un paesaggio industriale veramente sostenibile.

Dr. Ewa Gajewska
Head of Prodotto Management
Software di retrosintesi SYNTHIA^®, Digital Chemistry