原子スケールのシミュレーション、機械学習、およびエンタープライズ・インフォマティクスを活用した触媒作用と反応性の研究開発の加速
市場の需要が変化するにつれ、消費財から自動車産業に至るまで、あらゆる業界の研究開発担当者は、次世代触媒の開発と最適化において同様の課題に直面しています。研究者たちは、エネルギー消費の削減、望ましくない副生成物の排除、そして反応の選択性や反応性の向上に役立つ新しい触媒を必要としています。
ソリューションの概要
私たちには新しい材料が必要であり、それも早急に必要とされています。幸いなことに、科学の進歩が絶え間なく続くことで、かつてよりも迅速な解決策が得られる見込みです。コンピュータを活用した分子設計は、膨大な量のシミュレーションデータを生成する能力を備えており、持続可能な材料設計に向けた化学的発見の新たな領域への進出を促進します。これはスピードと正確性を約束するものであり、研究開発に携わる科学者が広大な分子空間を精査し、最も有望な化学構造のみを選別して実験的に検証することを可能にします。
Schrödingerの材料科学プラットフォームは、物理ベースのシミュレーション、機械学習、およびエンタープライズ・インフォマティクスの力を活用し、以下の機能を提供することで、効果的かつ選択性の高い触媒や反応系の最適化と発見を実現します:
- 差別化されたモデルビルダー
- インタラクティブな可視化・分析ツール
- 高効率な密度汎関数理論(DFT )エンジン
- カスタマイズ可能な自動反応ワークフロー
- コラボレーション型エンタープライズ・プラットフォーム・ソリューション
アプリケーションの概要
触媒
- 触媒メカニズムに関する知見を深める:触媒反応経路をシミュレーションし、反応性と選択性を生み出す作用を根本的に理解する
- 触媒の寿命を延ばす:触媒および生成物の安定性と劣化を予測する
- 触媒の設計と最適化:既知の反応メカニズムを活用し、新規触媒を用いたハイスループットスクリーニングを自動的に実行する
- 化学的に中立なワークフローの利点を活用:均一系および不均一系のスクリーニングワークフローにおいて、あらゆる反応メカニズムを加速・自動化
反応系
- 反応メカニズムと反応経路の理解:反応の熱力学、反応速度論、反応速度、および反応障壁のシミュレーション
- 製品開発を加速:ライブラリ を用いて、関心のある基質や触媒の反応の選択性や活性を自動的に予測
- 製品特性の最適化:相対的な反応経路エネルギーを用いたポリマーのタクティシティの算出
- 製品の分布を予測:遷移状態を自動的に特定する
- 反応設計におけるイノベーションの推進:立体効果、電子効果、およびリガンド が反応性に及ぼす影響に関する研究
チームコラボレーションとデジタルデータ管理
- チーム間の連携を強化:実験モデルや予測モデルをシームレスに共有するために、Webベースのエンタープライズ・インフォマティクスツールを活用する
- 意思決定の改善を通じて研究を強化:自動化された反応ワークフローと機械学習モデルを迅速に導入し、大規模な予測を推進するとともに、斬新な設計アプローチを支援する
- プロジェクト管理の向上:一元化されたプラットフォーム上で新しいアイデアやデータを収集・分析・検証することで、プロジェクト内のコミュニケーションと集団学習を促進する
製品
触媒業界での成功を支えるSchrödinger の製品をご覧ください。
主な出版物
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鉄触媒を用いたテレケリックな1,3-結合オリゴシクロブタンの合成および化学的リサイクル。
Chirik P. J. ほか、『Nature Chemistry』2021年、13巻、1号、56-162頁。
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Cr(VI)を触媒とする次亜塩素酸の分解メカニズムの解明。
Busch M ほか. ChemCatChem 2022, e202101850.
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単一のコバルトサイトを有する高分子系水酸化触媒による分子内ヒドロキシル求核攻撃経路。
Sun L. ほか. 『Nature Catalysis』 2022, 5, 414–429.
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ビス(2-メルカプトイミダゾリル)メタンにキレート化されたHoveyda–Grubbs型錯体によるオレフィンメタセシス:予測的DFT 研究。
Martínez J. P. ほか. J. Phys. Chem. A 2022, 126, 5, 720–732.
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Mn(II)触媒によるヒドロボレーション反応における金属–リガンド の協同作用に関する機構研究:半可逆性SNSリガンド が、金属ヒドリドを必要としない反応経路を可能にする。
Baker R. T. ほか. ACS Catal. 2021, 11, 15, 9043–9051.
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エポキシ-アミン反応性の密度汎関数理論計算におけるカットオフスケールと複合体の形成。
Laurikainen P. V. ほか. ACS Omega 2021, 6, 44, 29424–29431.
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パラジウム(II)を用いた脱カルボニル化フッ素アルキル化:有機金属化学の基礎研究から触媒作用まで。
Sanford M. S. ほか. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 44, 18617–18625.
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生体適合性触媒であるベタインを用いた、PETの解重合およびリサイクルを可能にするワンポット化学・バイオプロセス。
Kim K. H. ほか. ACS Catal. 2021, 11, 7, 3996–4008.
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遷移状態の自動探索と、さまざまな種類の有機反応への応用。
Friesner R. A. ほか、『J. Chem.』
