案例应用丨利用I.DOT进行高通量化学合成

发布日期:2025-12-21



化学是一门改善人类生活的核心科学,它生产的化合物在能源、农业、只要、个人护理和香精原料等领域都有广泛应用,传统分子合成方法往往低效且不可持续。随着地球人口的增多,可持续发展也成为化学合成的重要准则。


但当代化学在广泛领域实现可持续性发展似乎不太现实,能源密集型工艺、有毒的试剂和溶剂、耗时的顺序目标的合成以及原料的浪费都阻碍着“绿色化学”的发展。小分子药物研发也是化学领域的主角之一,它的特点是高度密集的化合物合成,大中型的制药公司在筛选文库中保留了数百万中化合物。据保守估计,在药物发现过程中每年可产生多达200万公斤的废物。合成化学中可持续性的关键是减少废物,而反应体系小型化则为实现可持续发展提供了绝佳的机会。



2020年,Green Chemistry报道了Harry和Alexander的工作,文章介绍了利用自动化技术在纳米级别的尺度上合成多种2,3,4-三取代喹唑啉,并通过实验设计实现了反应的可持续性,达到了绿色化学小型化、自动化和多组分反应的原则。


图1.喹唑啉文库纳米级别合成。

A. I.DOT纳升级别移液装置。 B. 通过对底部有小孔的96孔源板施加压力,I.DOT可将纳升级的液体分配至任一目标板孔中。 C. 96孔源板。 D.384孔目标板。 E.质谱分析过后的384孔板热图。 F. 384孔板合成成功率饼图。


图2.96孔源板中不同种反应物的分布排列


反应体系的构建方法如上图所示,作者将不同反应物置于96孔源板中(图2),通过I.DOT将三种不同的反应物组合分配到目标板不同的384孔中,分配完成后进行反应。图1中的E和F图展示了此次反应的结果。此次反应合成了39%的主要产物和34%的次要产物。


值得一提的是,针对本文的应用,作者指出相较于声波点射技术(acoustic dispensing ejection techno logy,ADE)低液滴兼容性的特点,I.DOT可实现ADE不能实现的低沸点,高


挥发性液体的转移,这也是本次实验设计成功的关键。



总结




智能生产高效自动化:






I.DOT技术利用非接触式、基于压力的分配技术,实现了384孔板上的高效自动化合成。想象一下,仅需轻轻一按,就能精确释放纳升级液滴到目标板中,整个过程无需人工干预,大大提高了实验效率。

环保与可持续性:






纳米级合成和无需针头的特点,显著降低了合成化学对环境的影响。在可持续发展的大背景下,这样的创新无疑为我们指明了方向。

安全至上:






I.DOT技术的自动化特性减少了化学家与有害化学品的接触,从而大大提高了实验的安全性。

成果显著:






在实验中,I.DOT技术成功合成了多种2,3,4-三取代喹唑啉类化合物,并展示了良好的可扩展性。其中,一种喹唑啉甚至在10克规模下实现了73%的总产率,证明了其强大的合成能力。


科学家们正在利用I.DOT技术构建化合物库,并针对治疗靶点进行测试。我们期待这一创新技术能够带来更多突破性的成果,为人类的健康和福祉贡献力量!