Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés : Intelligence Artificielle, HTE
Résumé
Nous proposons deux stages dans le cadre d’un projet de recherche visant à optimiser les réactions chimiques utilisées pour la synthèse de composés thérapeutiques, notamment via des réactions de couplage croisé photo-induites. En utilisant du CO2, ces méthodes deviennent plus écologiques et utiles pour la production pharmaceutique. Le projet combine l’expérimentation à haut débit (HTE), qui permet de miniaturiser et paralléliser les réactions, avec des modèles d’intelligence artificielle (IA) pour optimiser les réactions chimiques, économisant ainsi temps et ressources dans le processus.
Sujet détaillé
La synthèse de composés à visée thérapeutique nécessite une optimisation continue des méthodes, en particulier dans les réactions de couplage croisé photoinduites, outil chimique essentiel pour l’industrie pharmaceutique. Les réactions de couplage croisé carboxylant photocatalysées, utilisant le CO2, présentent une approche plus écologique, utile pour la synthèse de produits pharmaceutiques et la formation de produits radiomarqués. L’expérimentation à haut débit (HTE) a transformé la découverte et l’optimisation des réactions, via leur miniaturisation et parallélisation, permettant ainsi d’économiser considérablement des ressources et du temps. La récente acquisition de la technologie HTE par le SCBM, combinée à l’expertise du LCMCE en IA et en modélisation de réactions chimiques, vise à fusionner les deux technologies pour une exploration efficace de méthodologies de synthèse, rationalisant potentiellement l’optimisation des réactions dans l’industrie pharmaceutique.
Le projet vise ainsi à développer des modèle d’IA pour optimiser des réactions chimiques, en utilisant comme données d’entraînement des tests catalytiques réalisés par HTE. Trois réactions sont envisagées, ayant des niveaux de difficulté croissantes, et pour points communs :
- Être un couplage croisé carboxylant mettant en jeu un électrophile (RX), un nucléophile (R’E) et du CO2
- Utiliser un système photocatalytique complexe (un métal, un ligand, un photocatalyseur, une base)
- Nécessiter des variations importantes de conditions expérimentales (pression, irradiation, temps, solvant)
Dans le projet, nous commencerons par déterminer un set de conditions réactionnelles essentielles à réaliser (ordre 102, WorkPackage 1 (WP1)). Ensuite, les réactions chimiques seront réalisées à l’aide de campagnes HTE (WP2, 96 réactions par plaque et par jour), en considérant les conditions réactionnelles préalablement sélectionnées, et les données seront utilisées pour le développement d’algorithmes prédictifs (WP3). Enfin, la validité du modèle sera testée sur des structures chimiquement plus complexes (WP4).
Le stage #1, orienté synthèse à haut-débit, consistera en la réalisation des WP1 et WP2, en collaboration avec un autre chercheur stagiaire qui sera en charge du WP3 (encadrement prédominant Eugénie Romero-Laboureur).
Le stage #2, orienté développement d’algorithmes, consistera en la réalisation du WP3 en collaboration avec le chercheur stagiaire #1 (encadrement prédominant Emmanuel Nicolas).
Lieu du stage
CEA-Saclay, (91) Essonne, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 6 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Oui
- Date limite de candidature : 3 février 2025
Compétences requises
Méthodes, techniques :
Plateforme HTE (High Throughput Experimentation)
Modèle IA/ML
Synthèse organique
Langages informatiques et logiciels :
Python
Langue : Anglais
Responsable du stage
Emmanuel Nicolas
Tél. : 01 69 08 26 38
Email :