算法辅助(生物)合成推动化学品可持续生产的技术前沿

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Nature Reviews Bioengineering

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  来自国际团队的研究人员针对传统有机合成高污染、低效率的问题,通过开发计算机辅助合成规划算法(computer-assisted synthesis planning),整合化学反应规则与酶催化(enzymatic transformations)数据,设计出兼具化学准确性、绿色可持续性(green/sustainable)及循环经济特征(circular)的合成路径。该研究为精细化学品生产提供了跨学科解决方案,标志着AI在合成化学领域的突破性应用。

  

(生命科学领域专业翻译)

尽管计算机辅助有机合成路径规划的研究可追溯至20世纪60年代,但直到近年算法才强大到能自主设计完整的逆合成(retrosynthetic)与正向合成路径。现代程序不仅能规划复杂靶分子的化学正确路线,多个设计方案更已通过实验验证。在确保化学准确性的基础上,机器的下一挑战是协助设计绿色(如温和反应条件)、可持续(如资源高效利用)或循环(如废料再valorized)的合成方案。

这一技术突破需合成化学家与生物工程师紧密协作:例如开发更精准的环境影响评估指标,或构建算法来界定酶转化(enzymatic transformations)的底物范围。未来,能规划结合化学与酶催化步骤的高效绿色路线的智能系统,必将对精细化学品(fine chemicals)生产产生深远影响。

(注:专业术语保留英文原词如retrosynthetic/enzymatic transformations/fine chemicals,关键概念如绿色(green)、可持续(sustainable)、循环(circular)采用中文加英文标注)

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