Benutzer:Psychedilly Circus/Chemistry rocks

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Künstliche Intelligenz in der Chemie

Anwendungen von künstlicher Intelligenz (KI) in der Chemie umfassen Ansätze und Algorithmen, die in allen Teilgebieten dieser Naturwissenschaft in Forschung oder Produktion eingesetzt werden, um neue Informationen zu erarbeiten, was chemische Theorien, Strukturen, potentielle Funktionen von chemischen Substanzen und Optimisierung von Synthesewege und technische Verfahren zu betrifft. Evtl. weitere Ziele einfügen

Die hier vorgenommenen Unterteilung in Schwerpunktbereiche folgt der klassischen Unterteilung chemischer Teilgebiete. Dabei sollte klar sein, dass es Überschneidungen zwischen den einzelnen Teilgebieten gibt.

Allgemeine Chemie

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Allgemeine Chemie beschäftigt sich mit den fundamentalen Grundlagen der Chemie, die übergreifend in allen chemischen Teilgebieten von Bedeutung sind.

Analytische Chemie

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Analytische Chemie ist ein Teilgebiet der Chemie. Sie spielt in allen chemischen Disziplinen eine bedeutende Rolle und umfasst die qualitative und quantitative Analyse chemischer Komponenten wie Ionen, Moleküle, biologische oder synthetische Makromoleküle, sowie deren Fragmente oder Untereinheiten. Die Analysen können dabei chemisch (d.h. die Analysenprobe wird chemisch umgesetzt) oder physikalisch (die physikalischen Charakteristika der Analysenprobe werden spektroskopisch untersucht) durchgeführt werden.

Kernspinresonanzspektroskopie

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Die NMR-Spektroskopie, speziell 1H-NMR und 13C-NMR, hat seit den 1980er Jahren bedeutende Fortschritte in der Messqualität (Shimmen, Signalschärfe)[3] als auch in der automatisierten Analyse gemacht. Wurden früher Spektren manuell vermessen und Zuordnung von Kopplungen und chemischer Verschiebung über Tabellenwerke bestimmt, liefern Systeme, bei denen eine künstliche Intelligenz mit Rohdaten trainiert wurden mittlerweile automatisch erstellte organisch-chemische Strukturen einschliesslich der Bestimmung der in den Molekülen vorliegenden Stereochemie.

NMR: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969212623003349


Anorganische Chemie

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Anorganische Chemie ist die Chemie aller kohlenstofffreien Verbindungen sowie einiger Ausnahmen („anorganische Stoffe“). Ein Grenzgebiet zur organischen Chemie sind die Organometallverbindungen.

Biochemie

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Biochemie umfasst das Verständnis von chemischen Vorgängen und Verbindungen im Stoffwechsel von Lebewesen und dem Verhalten von infektiösen organischen Strukturen (Viren). Sie überschneidet sich mit Gebieten der Biologie, Medizin und Pharmakologie.

Geochemie, Kosmochemie

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Geochemie ist ein Teilgebiet der Chemie. Sie beschäftigt sich mit dem stofflichen Aufbau, der Verteilung, der Stabilität und dem Kreislauf von chemischen Elementen sowie deren Isotopen in Mineralen, Gesteinen, im Boden, Wasser, in der Erdatmosphäre sowie der Biosphäre. Kosmochemie (auch Astrochemie) geht darüber hinaus und befasst sich mit der Entstehung und Verteilung der chemischen Elemente und Verbindungen im Universum.

Organische Chemie

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Organische Chemie ist das Teilgebiet der Chemie, das – abgesehen von einigen Ausnahmen – alle chemischen Verbindungen behandelt, die auf Kohlenstoff basieren.

Präparative organische Chemie

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Präparative organische Chemie beschreibt hauptsächlich die synthetische Darstellung und Reaktionsmechanismen organischer Verbindungen.

„Künstliche Intelligenz“

Physikalische Chemie

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Physikalische Chemie ist eines der „klassischen“ Teilgebiete der Chemie. Sie behandelt den Grenzbereich zwischen Physik und Chemie, insbesondere die Anwendung von Methoden der Physik auf Objekte der Chemie, um mit Hilfe theoretischer und experimenteller Methoden die Eigenschaften von Stoffen und deren Umwandlung zu beschreiben.

Polymerchemie

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Polymerchemie (auch makromolekulare Chemie) beschäftigt sich mit natürlichen und künstlichen Polymeren, deren Herstellung, Modifizierung und Eigenschaften.

Technische Chemie

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Technische Chemie beschäftigt sich mit der Überführung chemischer Reaktionen und Prozesse in technische Verfahren sowie der Optimierung bestehender Prozesse und Verfahren unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten. Schwerpunkte sind dabei Katalysator- und Verfahrensentwicklung sowie mechanische und thermische Grundoperationen der Prozesskunde sowie der chemischen Reaktionstechnik.

Theoretische Chemie

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Theoretische Chemie ist die Anwendung nicht experimenteller, mathematischer oder computersimulationstechnischer) Methoden zur Erklärung oder Vorhersage chemischer Phänomene auf der Grundlage physikalischer Theorien (Quantenmechanik, statistische Thermodynamik u. a.).

Einzelnachweise

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  1. ↑ H.M. Cartwright: Machine Learning in Chemistry (= Theoretical and computational chemistry). Royal Society of Chemistry, 2020, ISBN 978-1-78801-789-3 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  2. ↑ P. Judson: Knowledge-based Expert Systems in Chemistry: Artificial Intelligence in Decision Making (= Theoretical and Computational Chemistry Series). Royal Society of Chemistry, 2019, ISBN 978-1-78801-471-7 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  3. ↑ Laborpraxis Band 4: Analytische Methoden. Springer International Publishing, 2016, ISBN 978-3-0348-0972-6, S. 200 (google.de [abgerufen am 23. April 2024]).
  4. ↑ C. Karpovich: Machine Learning Enabled Inorganic Synthesis Planning and Materials Design. Massachusetts Institute of Technology, 2023 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  5. ↑ T. Akitsu: Computational and Data-Driven Chemistry Using Artificial Intelligence: Fundamentals, Methods and Applications. Elsevier Science, 2021, ISBN 978-0-12-823272-9, S. 151 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  6. ↑ G. Sastre, F. Daeyaert: AI-Guided Design and Property Prediction for Zeolites and Nanoporous Materials. Wiley, 2023, ISBN 978-1-119-81977-6, S. 103 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  7. ↑ P. Frasconi, R. Shamir: Artificial Intelligence and Heuristic Methods in Bioinformatics (= NATO science series: 3). IOS Press, 2003, ISBN 978-1-58603-294-4 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  8. ↑ S. Schulze-Kremer: Molecular Bioinformatics: Algorithms and Applications. De Gruyter, 2011, ISBN 978-3-11-080891-9 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  9. ↑ T.D. Pham, H. Yan, M.W. Ashraf, F. Sjöberg: Advances in Artificial Intelligence, Computation, and Data Science: For Medicine and Life Science (= Computational Biology). Springer International Publishing, 2021, ISBN 978-3-03069951-2 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  10. ↑ Y. Pathak, S. Saikia, S. Pathak, J.K. Patel, B. Prajapati: Artificial Intelligence in Bioinformatics and Chemoinformatics. CRC Press, 2023, ISBN 978-1-00-335376-8 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  11. ↑ N. Brown: Artificial Intelligence in Drug Discovery (= Drug Discovery). Royal Society of Chemistry, 2020, ISBN 978-1-78801-547-9 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  12. ↑ M.F. Schmidt: Chemical Biology: and Drug Discovery. Springer Berlin Heidelberg, 2022, ISBN 978-3-662-64412-6 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  13. ↑ L. Hunter: Artificial Intelligence and Molecular Biology (= AAAI member's library). AAAI Press, 1993, ISBN 978-0-262-58115-8 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  14. ↑ H. Cartwright: Using Artificial Intelligence in Chemistry and Biology: A Practical Guide. CRC Press, 2008, ISBN 978-0-8493-8414-1 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  15. ↑ Y. Pan, J. Wang, M. Li: Algorithmic and Artificial Intelligence Methods for Protein Bioinformatics (= Wiley Series in Bioinformatics). Wiley, 2013, ISBN 978-1-118-34578-8 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  16. ↑ A.M. Belostotskii: Reshaping Experimental Organic Research with Smart in Silico Tools: Invitation to Ai-Equipped Organic Lab. WORLD SCIENTIFIC Publishing Company Incorporated, 2024, ISBN 978-981-12-8167-9 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  17. ↑ P.E. Blower: An Application of Artificial Intelligence to Organic Synthesis. University Microfilms, 1977 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  18. ↑ W.T. Wipke, W.J. Howe, American Chemical Society: Computer-assisted Organic Synthesis: A Symposium Cosponsored by the Division of Chemical Information and the Division of Computers in Chemistry at the Centennial Meeting of the American Chemical Society, New York, N.Y., April 7-8, 1976 (= ACS symposium series). ACS, 1977, ISBN 978-0-8412-0394-5 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  19. ↑ N.A.B. Gray: Applications of Artificial Intelligence for Organic Chemistry: Analysis of C-13 Spectra (= HPP-). Heuristic Programming Project, 1981 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  20. ↑ F. Serratosa: Organic Chemistry in Action: The Design of Organic Synthesis (= ISSN). Elsevier Science, 2013, ISBN 978-1-4832-9092-8, S. 267 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  21. ↑ G. Li, X. Feng: Recent Advances in Smart Self-Healing Polymers and Composites (= Woodhead Publishing Series in Composites Science and Engineering). Elsevier Science, 2022, ISBN 978-0-12-823473-0, S. 510 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).
  22. ↑ Y. Tezuka, T. Deguchi: Topological Polymer Chemistry: Concepts and Practices. Springer Nature Singapore, 2022, ISBN 978-981-16-6807-4, S. 177 (google.de [abgerufen am 1. Januar 2024]).

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