有機化学

AIで反応予測!IBMの反応予測アプリIBM RXN for chemistryが無料体験可能

IBMRXN

IBM RXN for chemistryはAIで反応予測するアプリケーション

情報技術進歩が凄まじく、その勢いが様々な分野に伝搬しています。化学もその例外ではないようです。IT業界の雄、IBMは人工知能(AI)技術を駆使した反応予測アプリケーションIBM RXN for chemistryを発表しています。

IBMは有機合成の課題に挑戦

有機化学の課題の一つが「化学物質の合成」です。化合物の性質などを知るには化合物を合成する必要がありますが、有機合成は、基礎的な有機化学の知識や合成技術など知識や経験がものをいう世界です。逆合成解析などを用いて複雑な化合物を確実に、すばやく、効率的に得るには、あらゆるパターンの合成を熟知している必要があります。年々、合成する化合物の複雑さは増しており、より広く深い合成の知識が求められますが、これまでに報告された何百万を超える合成例を把握するのは不可能に近いですよね?

このような膨大なデータを取り扱うのが得意なのが情報技術です。近年話題になっているAI技術は膨大に蓄積されたデータを元に別の予測を立てることに役立ちます。AI技術が進歩したので、蓄積された大量のデータを別の予測に利用できる様になったということですね。

これまで化学に情報技術が応用されにくかった原因の一つが化学構造にあります。化学構造は2Dの線画で表せられる図で、このような図を認識するのはコンピューターは苦手です。RXNでは化学構造をSMILESと呼ばれる文字列に変換することによってコンピューターに化学構造を認識させています。

RXNは特許と書籍から集めた200万の反応を集めて利用しているようです。論文は著作権の問題で利用できなかったのでしょうか?論文データが全くないかわかりませんがどうなんでしょうか?もし入っていないなら、論文のデータも入ればもっと精度が上がるかもしれません。

そんなことはさておき、このIBM RXNはなんと登録すれば誰でも無料で利用可能できます!興味をもった方はぜひ利用してみてください。

IBM RCN chemistryの使い方!

まずは、サインアップしましょう。googleかfacebookのアカウントをもっているひとはそちらから簡単に登録できます。Emailでも登録できます。

登録後は新しいプロジェクトを開始します。始めたばかりの方は画面が少し違うかもしれません。

その後、New projectに任意のプロジェクト名を打ち込んで Create Projectを選択、

RXN chemistry

その後出てくる編集画面で、2種類以上の化合物を入力します。ケムドロを扱っている人であれば簡単に操作できると思います。右側には元素があります。左端にはテンプレもありますが大した化合物はないので手書きで入力しましょう。上のほうの「開く」からはMolファイルなどを読み込めますが、形式によってはエラーがでるのでなるべく手書きのほうが良いかもしれません。右上のSMILESからはSMILES表記で構造式を打ち込めます。SMILESはインターネットで調べても簡単に見つけられるので調べて入力してもよいです。

結果が出てきます。狙い通り?に立体障害が小さい方のアルコールがベンジル化されました。右のヒートマップ?の下にConfidenceがあり1に近いほど予測結果に自信ありということみたいです。ちなみに他の予測は右上のAdd reaction to collectionの上にある(画像では切れて見えない)「generate more outcome」をクリックすると見れます。Add reaction to collectionを押すと保存できます。

これらの予測は外部に公開されないみたいなので、機密な研究でも安心して利用できます。

Projectsの下にあるChallengeは問題でRXNの予測とあなたの予測どちらが優秀か勝負できる問題となっています。2つの化合物が提示されていて、反応すると何ができるか生成物を答える問題です。ぜひこちらもチャレンジしてみてください。

情報技術の進歩は確実に化学の世界を変化させている

このIBM RXN chemistry。私も実際に使用してみましたが、なかなか面白いです。有機合成に慣れ親しんだ人であれば、必要ないなと思ってしまうかもしれませんが、私はこのアプリケーションのすごいところは、有機合成をやったことがない人でも合成計画を立ててその妥当性を評価できる用になるという点だと思います。近年はAIで逆合成解析を行ったり、反応収率予測や自動合成技術などの論文を目にする機会が多くなっている気がします。有機合成の技術や知識も大衆化される日が近いかもしれないですね。私も反応や精製、洗い物に使う時間を別の時間に使いたいなと思っていましたが、反応計画までもやってくれるようになってしまうかもしれませんね。

 

 

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こめやん
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こめやんは理学博士です!化学の面白さと学ぶメリットを少しでも伝えるために日々頑張ります! ツイッターにて疑問点や依頼などを募集しています! 論文の和訳やレポートのチェックなどでもお気軽にお待ちしております