新发现大大减少了构建分子所需的时间

在人工智能的大力协助和大量的人类接触下，密歇根大学的蒂姆·切尔纳克(Tim Cernak)实验室发现了一项发现，大大加快了构建分子的耗时化学过程，这些分子将成为明天的药物，农用化学品或材料。

这一发现发表在3月<>日的《科学》杂志上，是药学院和化学系Cernak实验室多年化学合成和数据科学研究的高潮。

该研究的目标是确定分子合成中的关键反应，最终将过程减少到尽可能少的步骤。最后，Cernak和他的团队仅用三个步骤就实现了自然界中发现的复杂生物碱的合成。以前的合成需要26到<>个步骤。

“例如，制造一种在正确的位置具有原子的化学结构来为您提供有效且无毒的药物是很棘手的，”药物化学和化学助理教授Cernak说。“它需要一种化学合成策略，该策略基于您实际可以购买的化学构件，然后使用化学反应拼接在一起。

这一成就对加快药物开发具有重大意义。

Cernak将这些复杂分子的构建比作下棋。您需要编排一系列动作才能到达游戏的结尾。虽然有近乎无限数量的可能动作，但有一个可以遵循的逻辑。

“我们在这里开发了一种基于图论的逻辑，以尽快到达终点，”他说。

Cernak及其同事使用了SYNTHIA逆合成软件，该软件为科学家提供了数百万种分子结构的途径或步骤和公式的数据库。这为团队提供了大量的计算合成数据。

使用他们开发的算法来管理数据，研究人员确定了沿途具有高影响力的步骤或关键步骤，以及正在完成合成但最终对整个过程效率低下的步骤。

“我们希望这项研究能够带来更好的药物，”Cernak说。“到目前为止，我们在化学合成中可以快速进入的分子结构方面受到限制。

合著者包括药学高级研究员林英福;张锐，化学博士生;王迪，药学博士生。