人工智能在化學(xué)合成領(lǐng)域的飛躍

化學(xué)，由于其復(fù)雜的過(guò)程和巨大的創(chuàng)新潛力，一直是自動(dòng)化的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的計(jì)算工具盡管具有先進(jìn)的功能，但由于其復(fù)雜性和操作它們所需的專業(yè)知識(shí)，通常仍未得到充分利用。

現(xiàn)在，EPFL的Philippe Schwaller團(tuán)隊(duì)的研究人員開(kāi)發(fā)了ChemCrow，這是一種集成了18種專業(yè)設(shè)計(jì)工具的人工智能，使其能夠以前所未有的效率在化學(xué)研究中導(dǎo)航和執(zhí)行任務(wù)。“你可能想知道為什么是烏鴉?”施沃勒問(wèn)道?！耙?yàn)闉貘f是出了名的善于使用工具。

ChemCrow是由博士生Andres Bran和Oliver Schilter (EPFL, NCCR Catalysis)與未來(lái)之家和羅切斯特大學(xué)的Sam Cox和Andrew White教授合作開(kāi)發(fā)的。

ChemCrow基于大型語(yǔ)言模型(LLMs)，如GPT-4，并通過(guò)LangChain增強(qiáng)了工具集成功能，可以自主執(zhí)行化學(xué)合成任務(wù)?？茖W(xué)家們用一套專門的軟件工具增強(qiáng)了語(yǔ)言模型，這些工具已經(jīng)在化學(xué)領(lǐng)域使用過(guò)，包括用于互聯(lián)網(wǎng)信息檢索的WebSearch，用于科學(xué)文獻(xiàn)提取的LitSearch，以及用于化學(xué)分析的各種分子和反應(yīng)工具。

通過(guò)將ChemCrow與這些工具相結(jié)合，研究人員使其能夠自主規(guī)劃和執(zhí)行化學(xué)合成，例如創(chuàng)建驅(qū)蟲劑和各種有機(jī)催化劑，甚至幫助發(fā)現(xiàn)新的發(fā)色團(tuán)，染料和顏料工業(yè)的基礎(chǔ)物質(zhì)。

ChemCrow的與眾不同之處在于它能夠適應(yīng)并應(yīng)用結(jié)構(gòu)化的推理過(guò)程來(lái)完成化學(xué)任務(wù)。該研究的第一作者Andres Camilo Marulanda Bran解釋說(shuō):“這個(gè)系統(tǒng)類似于一個(gè)人類專家，可以使用計(jì)算器和數(shù)據(jù)庫(kù)，不僅提高了專家的效率，而且使他們更真實(shí)——在ChemCrow的例子中，減少了幻覺(jué)。

ChemCrow收到用戶的提示，提前計(jì)劃如何解決任務(wù)，選擇相關(guān)工具，并根據(jù)每一步的結(jié)果迭代地改進(jìn)其策略。這種有系統(tǒng)的方法確保了ChemCrow不僅可以在理論上工作，而且可以在與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的實(shí)際交互中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

通過(guò)使復(fù)雜的化學(xué)知識(shí)和過(guò)程的獲取民主化，ChemCrow降低了非專家的進(jìn)入門檻，同時(shí)增加了資深化學(xué)家可用的工具包。這可以加速制藥、材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)，使這一過(guò)程更高效、更安全。

Philippe Schwaller的團(tuán)隊(duì)是新EPFL AI中心的一部分，該中心擁有40多個(gè)其他實(shí)驗(yàn)室，引領(lǐng)著通向值得信賴、可訪問(wèn)和包容的AI的道路。

來(lái)源：AAAS

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學(xué)式：C4H8O）是一種有機(jī)化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 功能團(tuán)：異丁醛分子中含有一個(gè)醛基（─CHO功能團(tuán)），即碳氧雙鍵和一個(gè)氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機(jī)溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應(yīng)的酸。

4. 反應(yīng)活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 還原反應(yīng)：可以被還原劑還原為相應(yīng)的醇。

   - 加成反應(yīng)：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應(yīng)，形成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。

   - 導(dǎo)入反應(yīng)：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應(yīng)，發(fā)生導(dǎo)入反應(yīng)，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時(shí)，由于異丁醛易燃，應(yīng)避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。