ロボットとAIが135年前の化学反応に隠された反応を発見(Robots and AI Find a Hidden Reaction Inside 135-Year-Old Chemistry)

2026-09-16 韓国基礎科学研究院(IBS)

135年前に報告された古典的なビギネリ反応について、韓国・基礎科学研究院(IBS)の研究チームは、ロボット実験システムを用いて960通りの反応条件を体系的に探索し、従来知られていなかった反応経路を発見した。従来生成物の収率最適化を目的としていた自動化学実験とは異なり、反応条件の広大な「反応ハイパースペース」を探索し、未知の生成物や反応ネットワークを見いだした点が特徴である。化学AIによる機構解析から、7分子の出発成分が最終的に一つの複雑な二環式化合物を形成する「擬7成分反応」と解釈された。さらに、この反応から得られた分子には、濃度・温度に応じた自己集合、バリウムや亜鉛などの金属イオン選択的結合、金属イオンによって制御されるキラル自己選別など、特異な超分子機能が確認された。ロボット実験、大規模反応探索、化学AIを組み合わせることで、未知の反応機構だけでなく、新規機能性分子の発見にもつながる可能性を示した。

ロボットとAIが135年前の化学反応に隠された反応を発見(Robots and AI Find a Hidden Reaction Inside 135-Year-Old Chemistry)
Figure 1. Idea behind the project in a snapshot
A systematic scan across reaction hyperspace using a robotic platform leds to the discovery of unexpected reactivity and complex bicyclic product from simple substrates. The result from the robotic campaign inspires the synthesis of a new scaffold.

<関連情報>

ロボット工学を用いたハイパースペース探査による、機構的に異なる変換と複雑な機能性生成物の発見 Hyperspace exploration using robotics for the discovery of mechanistically distinct transformations and complex functional products

Daniel Matuszczyk,Rafał Frydrych,Wai-Shing Wong,Yankai Jia,Yaroslav I. Sobolev,Jan Hanus,Juhyeong Lee & Bartosz A. Grzybowski
Nature Synthesis  Published:02 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s44160-026-01096-3

Abstract

Chemical reactions are traditionally viewed as linear transformations, yet in reality they unfold as mechanistic networks embedded within multidimensional ‘hyperspaces’ of conditions. Systematic exploration of these spaces can redirect classical reactions into unexpected branches representing new reactivity patterns. Here we report the discovery of a pseudo-seven-component transformation within the hyperspace of the century-old Biginelli reaction, yielding polycyclic products with substantial structural and stereochemical complexity. These products also exhibit rare supramolecular behaviours, from hierarchical assembly to metal-programmed chiral sorting. Together, these findings demonstrate that hyperspace exploration can uncover mechanistically distinct and functionally useful reactions, expanding the boundaries of chemical reactivity.

0502有機化学製品
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