用機器人繪制化學反應地圖,顛覆百年反應認知。
在化學研究領域,理解反應條件如何影響反應結果一直是一個核心挑戰。盡管自動化平臺已能并行生成數千個反應,但產物的純化和產率定量分析仍然是瓶頸,受限于耗時且資源密集的分析技術。因此,我們對反應“超空間”(由反應條件定義的多維空間)的理解仍然零碎。
為了系統性地探索這些超空間,韓國基礎科學研究院Bartosz A. Grzybowski教授、姜炎秋博士課題組團隊開發了一種低成本機器人平臺,主要利用光學檢測以前所未有的通量和每個條件的最低成本來量化產物和副產物的產率。他們通過掃描數千種條件下的超空間,發現并數學證明了對于連續變量,單個產率分布通常是緩慢變化的。同時,他們揭示了意外反應活性的超空間區域以及主要產物之間的轉換。更重要的是,通過系統地調查底物比例,他們重建了潛在的反應網絡,并揭示了隱藏的中間體和產物——即使是在研究了一個多世紀的經典反應中也是如此。這種超空間掃描方法為反應優化和發現提供了一個通用且可擴展的框架。相關論文以“Robot-assisted mapping of chemical reaction hyperspaces and networks”為題,發表在Nature雜志上,第一作者為Jia Yankai。
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