Les réactifs à partir… faire un «Uber» pour la chimie

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Avec les progrès dans le développement de nouvelles méthodologies de réaction et de planification de la synthèse, le répertoire du chimiste de synthèse n'a jamais été aussi vaste. Mais qu'en est-il de ces molécules cruciales ennuyeuses mais simples à fabriquer qui sont utilisées comme réactifs vitaux ou comme matériaux de courte durée de conservation? Est-il possible de simplifier l'accès de synthèse et les chaînes d'approvisionnement de ces molécules?

Utiles, ces produits chimiques doivent provenir de quelque part et la gamme et la diversité des réactifs «de précision» sont si grandes qu’il est devenu peu pratique pour un laboratoire quelconque de conserver un stock de tous les matériaux dont il pourrait avoir besoin. Souvent, ces produits chimiques se dégradent avec le temps, créant un dilemme, investissent dans des chimistes synthétiques formés pour fabriquer ces matériaux à la demande, ou les achetez auprès de fournisseurs de produits chimiques, à des prix souvent bien supérieurs au coût des matériaux de départ nécessaires à la préparation interne.

Nous sommes depuis longtemps fascinés par l’idée de
numériser la chimie de synthèse en nous permettant de produire des composés en utilisant un schéma «numérique» pour la synthèse à partir de réactifs très simples. Notre vision était pour un système
cela pourrait imprimer à la demande des usines d’impression 3D de molécules, voire de médicaments. Pour faire ça
nous avons conçu le concept de reactware imprimé en 3D – littéralement imprimé en 3D
cartouches pour la synthèse de certains produits chimiques importants qui intègrent toute l'unité
opérations – en séquence – dans un système de réacteur continuellement connecté par fluide
avec purification intégrée. Nous avons présenté le concept pour la première fois dans Science il y a un an, mais cela pourrait-il être appliqué aux produits chimiques nécessaires à la demande dans le futur?
laboratoire? Pour explorer cela, nous avons choisi trois exemples de produits; un NHS-diazirine
lieur, un précatalyseur au palladium et le periodinane oxydant Dess Martin, qui sont
largement achetés auprès de fournisseurs de produits chimiques, et une grappe de polyoxométalate
de plus en plus populaire mais non disponible dans le commerce. En outre, dans le cas de
les réactifs disponibles dans le commerce, les produits de départ sont radicalement
moins cher à l'achat que les produits finis. Après avoir choisi ces candidats, nous
ont produit des cartouches individuelles, permettant aux utilisateurs de
produire des quantités de produits avec des interactions minimales, et démontré
que les produits de ces cartouches produisent un matériau de qualité égale à la
matériaux disponibles dans le commerce.

L’approche adoptée dans ce nouveau document (DOI: 10.1038 / s41467-019-13328-6) donne aux laboratoires
l’option d’une méthode de fabrication de produits chimiques de haute spécification utilisant peu de technologie et de faible expertise, presque automatique
réactifs pouvant être synthétisés et utilisés «à la demande», même dans des laboratoires non
utilisé pour effectuer la synthèse chimique complexe. Ce système a ajouté
avantage que, comme les cartouches de synthèse sont fabriquées par impression 3D, le
les cartouches existent sous forme de fichiers numériques qui peuvent être partagés sur Internet et
refabriqué à la demande dans tout laboratoire qui en a besoin.

Nous visons à permettre à d’autres groupes d’adopter notre
approche et de développer leurs propres cartouches de synthèse pour les produits qu'ils
synthétiser, et une communauté grandissante de développeurs peut aider à réduire la
coût et augmenter l'efficacité des boîtes à outils matérielles nécessaires au
Science de laboratoire. Restez à l’écoute pour les logiciels qui permettront à la synthèse
Un chimiste a conçu les cartouches de logiciel de réaction en quelques secondes, sans connaissances particulières. Nous allons également partager le code pour créer les fichiers d’impression 3D sur un site Web de Réactif d’impression 3D dans les prochaines semaines.

Si vous êtes intéressé et que vous voulez l'essayer, contactez-nous.

Cet article a été écrit par Lee Cronin et Philip Kitson, École de chimie, Université de Glasgow, Royaume-Uni.