Organic reaction mechanism classification using machine learning

机制(生物学) 计算机科学 人工智能 生化工程 对数 人工神经网络 机器学习 多样性(控制论) 生物系统 数学 物理 量子力学 工程类 数学分析 生物
作者
Jordi Burés,Igor Larrosa
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:613 (7945): 689-695 被引量:105
标识
DOI:10.1038/s41586-022-05639-4
摘要

A mechanistic understanding of catalytic organic reactions is crucial for the design of new catalysts, modes of reactivity and the development of greener and more sustainable chemical processes1-13. Kinetic analysis lies at the core of mechanistic elucidation by facilitating direct testing of mechanistic hypotheses from experimental data. Traditionally, kinetic analysis has relied on the use of initial rates14, logarithmic plots and, more recently, visual kinetic methods15-18, in combination with mathematical rate law derivations. However, the derivation of rate laws and their interpretation require numerous mathematical approximations and, as a result, they are prone to human error and are limited to reaction networks with only a few steps operating under steady state. Here we show that a deep neural network model can be trained to analyse ordinary kinetic data and automatically elucidate the corresponding mechanism class, without any additional user input. The model identifies a wide variety of classes of mechanism with outstanding accuracy, including mechanisms out of steady state such as those involving catalyst activation and deactivation steps, and performs excellently even when the kinetic data contain substantial error or only a few time points. Our results demonstrate that artificial-intelligence-guided mechanism classification is a powerful new tool that can streamline and automate mechanistic elucidation. We are making this model freely available to the community and we anticipate that this work will lead to further advances in the development of fully automated organic reaction discovery and development.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Qwe发布了新的文献求助10
2秒前
Twonej举报whynot求助涉嫌违规
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
jiali发布了新的文献求助10
5秒前
怦然发布了新的文献求助10
9秒前
qin123发布了新的文献求助10
9秒前
YFW发布了新的文献求助10
9秒前
cw完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
小心心鸭完成签到,获得积分10
12秒前
jiali完成签到,获得积分10
12秒前
CCC完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
Tin完成签到 ,获得积分10
15秒前
cabbage发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
YFW完成签到,获得积分20
17秒前
17秒前
17秒前
Twonej应助含糊的靖柏采纳,获得10
18秒前
香芋完成签到,获得积分20
18秒前
19秒前
wangli发布了新的文献求助10
19秒前
prode完成签到 ,获得积分10
20秒前
木子李发布了新的文献求助10
22秒前
cabbage完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
zcy完成签到,获得积分20
23秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
幸福妙柏发布了新的文献求助10
23秒前
李爱国应助整齐的乐驹采纳,获得10
24秒前
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5737437
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5372472
关于积分的说明 15335484
捐赠科研通 4880930
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2623186
邀请新用户注册赠送积分活动 1571999
关于科研通互助平台的介绍 1528811