Actualmente son incontables las cosas que para el día a día en la sociedad, se puede decir que, desde la comida hasta sus envases, estuches para celulares, entre otros y todo esto depende de la industria química. Existen químicos se utilizan frecuentemente en innumerables materiales que no son directamente para uso cotidiano de la gente, muchos de ellos son dañinos o tóxicos para la salud colectiva. Estos materiales no sólo son un desperdicio, sino que para eliminarlos de forma segura es necesario pagar por ello. Los primeros desarrollos en la química verde se enfocan en encontrar rutas de reacción que limiten la producción de materiales no deseados y de disolventes tóxicos. Sin embargo, los investigadores están buscando mucho más allá e intentan encontrar un mejor camino para integrar la química dentro de una economía redonda, donde la fuente de materiales sea sostenible o reciclable. En un ejemplo reciente de esto, los investigadores desarrollaron un sistema de software que fue programado con una lista de conocimientos de reacciones químicas viables y un conjunto de condiciones que limitan el uso de químicos tóxicos y el calor o frío extremo. Alimentando un poco la lista con residuos químicos comunes, se encontró la vía que utilizaban como materiales de punto de partida para la producción de fármacos y químicos. Allchemy Allchemy, es una empresa dedicada al diseño asistido por ordenador de rutas químicas. La compañía tiene un nuevo proyecto enfocado en una base de datos de 10.000 entradas de posibles reacciones y cada una de ellas contiene información sobre posibles materiales de partida, condiciones, disolventes, etc. Las entradas también son generales. En lugar de trabajar con una molécula específica, las reacciones se rastrean como si trabajaran con clases enteras de moléculas relacionadas. Con esta base de datos, los investigadores empezaron con un grupo de 189 sustancias químicas que son productos de desecho habituales en las reacciones industriales. Cada uno de ellos se comparó con las posibles reacciones químicas de la base de datos para ver qué modificaciones podían realizarse. Así se obtuvo una segunda generación más amplia de moléculas creadas por estas reacciones. Las moléculas se sometieron al análisis una y otra vez, creando una población cada vez mayor de sustancias químicas que podrían producirse, empezando por los productos de desecho. El objetivo era producir una sustancia química de alto valor, ya sea uno de los 2.500 medicamentos aprobados o 1.650 productos químicos agrícolas. Por sí solo, este proceso crecería rápidamente hasta un punto en el que habría un número completamente inmanejable de sustancias químicas que rastrear. Para mantener la capacidad de cálculo, el equipo examinó todas las sustancias químicas en cada generación y desechó todo lo que no parecía estar relacionado con la lista de medicamentos y sustancias químicas agrícolas. Este proceso se utilizó para mantener el número de sustancias químicas en cada generación entre 10.000 y 100.000. Este método creó una gran red de reacciones que bien llegaban a una sustancia química deseada, o también producían algo muy parecido a ella (que podría convertirse con una simple reacción adicional). Para averiguar qué vías de esa red tenían sentido, los investigadores crearon una "puntuación" para cada reacción potencial. Se restaron puntos si una reacción implicaba un producto químico o disolvente tóxico, implicaba temperaturas extremas o producía productos de desecho grandes o complejos. La puntuación se incrementaba cuando las reacciones consecutivas no requerían un cambio de disolvente. Cuanto más alta sea la puntuación tras este proceso, más probable será que la reacción se utilice. Por ejemplo, partiendo de residuos, es posible fabricar el analgésico acetaminofén en una vía de reacción de cuatro pasos. Pero esa vía implicaba el uso de dos productos químicos tóxicos; un proceso de cinco pasos lo evitaba y acababa obteniendo una mayor puntuación global. En total, el sistema de Alquimia generó unos 300 millones de posibles sustancias químicas intermedias y encontró rutas a través de ellas para obtener 69 medicamentos y 98 sustancias químicas agrícolas diferentes. Esta lista podría ampliarse si se incluyera un conjunto de productos químicos de partida disponibles en el mercado a sus posibles rutas. Los investigadores probaron dos en algunos equipos de producción a escala comercial, comenzando con materiales de baja calidad que representan los flujos de residuos de otras reacciones químicas. Una prueba de 12 horas en el sistema de reacción produjo más de un kilo de producto con una pureza superior al 98%. Una segunda prueba tuvo una pureza aún mayor y produjo 150 gramos del producto deseado. Según todas las apariencias, el proceso funcionó como estaba previsto y proporcionó una forma de convertir los residuos químicos en algo útil. Sin embargo, no se trata de una química circular completa. Por un lado, se necesitaron muchas sustancias químicas adicionales para las reacciones intermedias, y éstas generalmente no procedían de residuos químicos. También es probable que haya un desajuste entre la cantidad de residuos químicos que producimos y la cantidad de productos químicos explorados aquí. Es posible que necesitemos una gran cantidad de un producto químico agrícola, lo que significa que su producción podría estar en una escala similar a la de la producción de residuos necesarios para fabricarlo. Sin embargo es mucho menos probable que eso ocurra con el ibuprofeno, uno de los fármacos objeto de este estudio, es aún menos probable para algo como la dofetilida, que sólo se utiliza para tratar algunas arritmias cardíacas. Una vez comprendido este proceso, se puede decir que, el sistema de software ha sido todo un éxito ya que ha logrado transformar esos productos químicos tóxicos y peligrosos en materiales totalmente útiles. Adicionalmente, el descubrimiento de fármacos, sin duda es un gran avance para la sociedad moderna y para disminuir el índice de contaminación del planeta.