Spis treści

• Strona 4 - Wprowadzenie
  Dr Ewa Gajewska
• Strona 6 - Automaty syntetyczne: Rewolucja od epoki kamienia łupanego do współczesności
  Zaadaptowano z Fang, G., Lin, D.-Z. i Liao, K.
• Strona 9 - Analiza obliczeniowa planowania syntetycznego: Przeszłość i przyszłość
  Zaadaptowano z Wang, Z., Zhang, W. i Liu, B.
• Strona 12 - Synergia między podejściem eksperckim i uczeniem maszynowym pozwala na lepsze planowanie wsteczne
  Zaadaptowano z Badowski T., et al.
• Strona 15 - Computer-Assisted Design of Sustainable Syntheses of Pharmaceuticals and Agrochemicals from Industrial Wastes (Wspomagane komputerowo projektowanie zrównoważonych syntez farmaceutyków i agrochemikaliów z odpadów przemysłowych).
  Zaadaptowano z Le Pogam, P., et al.
• Strona 18 - Synteza organiczna sterowana sztuczną inteligencją - na drodze do syntezy autonomicznej?
  Zaadaptowano z Empel, C. i Koenigs, RM.
• Strona 21 - Uwolnienie chemii jutra dzięki wspomaganemu komputerowo planowaniu syntezy
  Wywiad z profesorem Timem Cernakiem

Wprowadzenie
autor: dr Ewa Gajewska

W szybko zmieniającym się krajobrazie postępu naukowego i przemysłowego dążenie do innowacji nie ma końca. W miarę jak branże dążą do tworzenia nowych produktów i procesów, pojawiają się dwie krytyczne kwestie: ochrona własności intelektualnej (IP) i stosowanie zrównoważonych praktyk. W tym dynamicznym kontekście integracja wspomaganego komputerowo projektowania syntezy (CASD) stała się potężnym narzędziem innowacji.

W tym miejscu przedstawiamy kilka artykułów, które zagłębiają się w synergię między najnowocześniejszymi technikami CASD a rozwojem innowacji przy jednoczesnym wspieraniu praktyk przyjaznych dla środowiska. Niniejszy eBook zawiera przegląd wspomaganego komputerowo projektowania syntezy, w przeszłości i obecnie, wraz z przykładami przełomowych osiągnięć i zastosowań, które są zgodne ze zrównoważonym rozwojem i pokazują, w jaki sposób CASD, wykorzystując zaawansowane algorytmy, spostrzeżenia oparte na danych i modelowanie predykcyjne, umożliwia naukowcom usprawnienie projektowania i optymalizacji procesów syntezy chemicznej.

Naszym celem jest również rzucenie światła na kluczową rolę, jaką CASD odgrywa w promowaniu zielonej chemii - dyscypliny poświęconej minimalizowaniu wpływu procesów chemicznych na środowisko. Niniejszy eBook podkreśla, w jaki sposób CASD może pomóc w identyfikacji przyjaznych dla środowiska ścieżek reakcji, redukcji wytwarzania odpadów i optymalizacji wykorzystania Zasobów. Wykorzystując CASD jako narzędzie wspierające zieloną chemię, branże przemysłowe mogą nie tylko poprawić swój profil zrównoważonego rozwoju, ale także przyczynić się do bardziej zrównoważonego ekologicznie świata.

Procesy przemysłowe często powodują wytwarzanie znacznych ilości odpadów, przyczyniając się do zanieczyszczenia środowiska, powstawania wysypisk śmieci i marnotrawstwa zasobów. Tradycyjne metody zarządzania odpadami obejmują utylizację lub spalanie, z których oba mają negatywne konsekwencje dla środowiska. Jednak koncepcja gospodarki o obiegu zamkniętym, w której odpady są uważane za Zasoby, zyskuje na popularności. CASD odgrywa kluczową rolę w umożliwieniu tej transformacji, ułatwiając przekształcanie odpadów w wartościowe produkty, zmniejszając w ten sposób zapotrzebowanie na pierwotne Zasoby. Osiąga się to poprzez połączenie mocy projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), chemii obliczeniowej i wskaźników zrównoważonego rozwoju, aby pomóc naukowcom i inżynierom w projektowaniu przyjaznych dla środowiska procesów syntezy, które zmniejszają wytwarzanie odpadów i wpływ na środowisko.

Ponadto zamieszczamy kilka artykułów, które dotyczą ewolucji projektowania syntezy wspomaganej komputerowo i rozważają jej przyszłą integrację ze zautomatyzowaną syntezą. Przyszłość zautomatyzowanej syntezy jest niezwykle obiecująca, napędzana postępem technologicznym, sztuczną inteligencją i troską o zrównoważony rozwój. Patrząc w przyszłość, kilka trendów i zmian prawdopodobnie ukształtuje krajobraz zautomatyzowanej syntezy. Integracja technik sztucznej inteligencji (AI) i uczenia maszynowego (ML) odegra kluczową rolę w zautomatyzowanej syntezie. Technologie te mogą analizować ogromne ilości danych, przewidywać wyniki reakcji, optymalizować warunki reakcji i proponować nowe ścieżki syntezy. Systemy oparte na sztucznej inteligencji mogą uczyć się zarówno na udanych, jak i nieudanych reakcjach, prowadząc do bardziej wydajnych i innowacyjnych procesów. Laboratoria wyposażone w zrobotyzowane systemy i zautomatyzowane instrumenty pozwalają badaczom przeprowadzać dużą liczbę eksperymentów jednocześnie i wykonywać różne zadania, takie jak przygotowywanie próbek, dodawanie odczynników i gromadzenie danych, uwalniając czas naukowców na bardziej złożone i kreatywne zadania.

Przyszłość syntezy chemicznej charakteryzuje się integracją najnowocześniejszych technologii, zrównoważonym podejściem i zwiększoną wydajnością. Ponieważ automatyzacja nadal rewolucjonizuje dziedzinę chemii, naukowcy i przemysł mogą spodziewać się bardziej usprawnionego, innowacyjnego i przyjaznego dla środowiska podejścia do syntezy chemicznej. Przyjmując holistyczne, ekologiczne podejście, wspomagane komputerowo projektowanie zrównoważonej syntezy (CASSD) jest pozycjonowane jako potężne narzędzie, które łączy innowacje i zrównoważony rozwój. Jego zastosowanie w przekształcaniu odpadów przemysłowych w wartościowe produkty jest zgodne z zasadami gospodarki o obiegu zamkniętym i toruje drogę do bardziej ekologicznej i wydajnej przyszłości. W miarę jak branże będą stosować praktyki CASSD, możemy spodziewać się znacznego zmniejszenia ilości wytwarzanych odpadów, zużycia energii i wpływu na środowisko, co przybliży nas do prawdziwie zrównoważonego krajobrazu przemysłowego.

Dr Ewa Gajewska
Head of Produkt Management
SYNTHIA^® Oprogramowanie do retrosyntezy, Digital Chemistry