복잡한 천연물의 합성을 위한 계산 계획

다단계 유기 합성을 컴퓨터적으로 계획하는 알고리즘을 훈련시키는 것은 50년 이상 동안 도전 과제가 되어왔습니다1-7. 그러나LHASA1,7와 같은 초기 프로그램의 개발 이후, 이 분야는 큰 발전을 이루었습니다. 이 프로그램에서는 각 단계에서 반응 선택이 인간 운영자에 의해 이루어졌습니다. 현재는 여러 소프트웨어 플랫폼6,8-14가 완전한 자율 계획을 수행할 수 있습니다. 하지만 이러한 프로그램은 한 번에 하나의 단계만 '생각'할 수 있으며, 지금까지 상대적으로 간단한 목표로 제한되어 있어, 컴퓨터의 도움 없이 인간 화학자들이 몇 분 안에 설계할 수 있는 합성입니다. 게다가, 아직까지 어떤 알고리즘도 복잡한 천연물에 대한 그럴듯한 경로를 설계할 수 없었으며, 이를 위해서는 훨씬 더 선견지명이 있는 다단계 계획이 필요하며15,16, 관련 문헌을 신뢰할 수 없습니다. 여기서 우리는 프로그램의 유기 화학 지식과 데이터 기반 인공지능 루틴이 인과 관계17,18로 보강되면 이러한 컴퓨터 합성 계획이 가능하다는 것을 보여줍니다. 이를 통해 여러 합성 단계를 '전략화'할 수 있습니다. 합성 전문가들에게 시행된 튜링 유사 테스트를 사용하여, 우리는 이러한 프로그램이 설계한 경로가 인간이 설계한 것과 거의 구별되지 않음을 보여줍니다. 우리는 또한 실험실에서 세 가지 컴퓨터 설계 천연물 합성을 성공적으로 검증했습니다. 종합적으로, 이러한 결과는 전문가 수준의 자동 합성 계획이 가능하다는 것을 나타내며, 반응 지식 기반의 지속적인 개선과 추가 코드 최적화가 필요한 상황입니다.