Grzybowski en zijn collega’s van Northwestern University werken al jaren aan Chematica, een virtueel netwerk dat alle verbindingen, elementen en reacties moet gaan bevatten die in de literatuur zijn beschreven. De syntheseroute tussen twee verbindingen kan worden geconstrueerd door in het netwerk langs reacties en andere substanties een pad te zoeken.
Moleculen zitten in een digitaal netwerk, verbonden door reacties. (Bron: ref. 1)
Drie publicaties laten voor het eerst zien wat je hier mee kunt doen. De eerste beschrijft een geautomatiseerde zoektocht naar zogeheten éénpotssyntheses, waarbij een reeks opeenvolgende reacties verloopt in één en hetzelfde mengsel. Economisch gezien is dat uiteraard veel aantrekkelijker dan wanneer je elke reactie afzonderlijk moet laten verlopen, met scheidings- en zuiveringsstappen er tussendoor. Het artikel concentreert zich op chinolineverbindingen en thiofenen. Chematica vond hiervoor een aantal syntheseroutes die tot nu toe door geen enkele organicus waren bedacht, en in een paar gevallen bleken ze in het lab echt beter te werken dan de gebruikelijke routes.
Het tweede artikel laat Chematica terugrekenen vanuit een gewenst product, teneinde de grondstoffen en synthesestappen te vinden die alles bij elkaar het goedkoopst uitpakken. Het derde artikel is het meest controversiële, hierin kan de computer worden gebruikt om uit te zoeken welke soorten chemische wapens kunnen worden gemaakt uit vrij beschikbare substanties. Hieraan gekoppeld is een risico-analyse die aangeeft hoe waarschijnlijk het is dat deze syntheses door mensen met kwade bedoelingen kunnen worden gebruikt.
In een blog in ChemistryWorld voorspelt ex-Nature-redacteur Philip Ball dat er binnen de organische chemie voorlopig wel ruimte zal blijven voor menselijke creativiteit. Maar het zou dan wel kunnen dat de menselijke inbreng verschuift naar het bedenken van de te maken moleculen en de ontwikkeling van nieuwe soorten reacties.
Zoals te zien op C2W
Publicaties
1. Gothard, C. M. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 7922, DOI: 10.1002/anie.201202155
2. Kowalik, M. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 7928, DOI: 10.1002/anie.201202209
3. Fuller, P. E. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 7933, DOI: 10.1002/anie.201202210
