Un système informatique qui analyse les déchets chimiques et propose des façons d'en faire de nouveaux produits

Synthèses de médicaments en unité de soins intensifs COVID-19 ou de leurs intermédiaires réalisées sur une plateforme ODP automatisée et modulaire. a–c, synthèses de déchets en médicaments conçues par Allchemy d'intermédiaires clés de cisatracurium (a) et d'intermédiaires clés de midazolam (b) et de propofol (c; la dernière flèche violette est la décarboxylation hors ligne). Les étapes de fabrication des points d'arrêt stables et des points de purification potentiels dans les synthèses respectives sont décrites. Les flèches grises indiquent des étapes brevetées précédemment connues à partir de molécules de déchets (structures rouges). Les points d'isolement sont surlignés en vert. d, Le skid de procédé configuré pour fabriquer le propofol. DCM, dichlorométhane ; DMF, diméthylformamide, DMAP, 4-diméthylaminopyridine ; IPA, alcool isopropylique ; NMP, N-méthyl-2-pyrrolidone. Crédit :Nature (2022). DOI :10.1038/s41586-022-04503-9

Une équipe internationale de chercheurs a développé un système informatique capable d'analyser un échantillon de déchets chimiques et de créer les voies pour synthétiser de nouveaux produits chimiques utiles. Dans leur article publié dans la revue Nature , le groupe décrit le travail nécessaire à la création du système et son efficacité lorsqu'il a été testé en synthétisant des produits chimiques à partir d'échantillons de déchets.

Comme le notent les chercheurs, l'industrie chimique génère une énorme quantité de déchets - la fabrication de produits comme les produits pharmaceutiques, les cosmétiques et les engrais produit des déchets constitués d'un grand nombre de molécules. Les chimistes recherchent depuis longtemps ce qu'ils décrivent comme la « chimie circulaire » - où les déchets créés par un processus sont utilisés comme matériau de base pour créer d'autres produits. Mais comme le notent également les chercheurs, trouver un moyen de le faire est problématique. Ils soulignent que même un échantillon de déchets avec un petit nombre de molécules peut générer des millions de voies vers la création d'un nouveau produit. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont utilisé un système informatique conçu pour comprendre les subtilités d'entités complexes basées sur des échantillons uniques. La plate-forme originale a été développée par une équipe d'une société appelée Alchemy, basée dans l'Indiana. Il a été utilisé dans le passé pour déterminer quelles sortes de signatures pourraient indiquer la vie sur d'autres planètes.

Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont travaillé pour ajouter plus d'intelligence à la plate-forme d'origine afin de lui donner une meilleure compréhension des processus impliqués dans la synthèse de nouveaux composés basés sur un seul échantillon de mélange de produits chimiques. Ils ont développé un système capable de générer les voies nécessaires à la synthèse d'environ 300 médicaments actuellement utilisés en médecine, tels que le carvédilol et le salbutamol, à partir d'un déchet contenant plus de 200 composés.

Les voies développées par le système sont des descriptions des étapes de synthèse d'un composé donné. Les chercheurs ont testé leur système en utilisant plusieurs des voies générées pour synthétiser plusieurs médicaments du monde réel. Ils suggèrent que leur système pourrait être développé en une plate-forme à l'échelle de l'industrie qui réduirait considérablement la quantité de déchets produits par l'industrie chimique. + Explorer plus loin