相關(guān)申請

本申請要求2010年7月23日提交的美國臨時專利申請系列號61/367,176的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。

政府支持

本發(fā)明在國立衛(wèi)生研究院授權(quán)號GM080436和GM090153的美國政府支持下完成。美國政府具有本發(fā)明的某些權(quán)利。

背景技術(shù)：

與肽、寡核苷酸和寡糖類似，大多數(shù)小分子天然產(chǎn)物具有高度模塊化的構(gòu)成。這是因?yàn)椋笄笆龉丫垠w一樣，大多數(shù)小分子經(jīng)由雙功能結(jié)構(gòu)單元的相繼偶聯(lián)而生物合成。具體地，聚酮化合物源自多個丙二酰輔酶A和/或甲基丙二酰輔酶A單元，非核糖體肽由氨基酸構(gòu)建而成，多萜烯由異戊烯基焦磷酸酯和/或二甲基烯丙基焦磷酸酯結(jié)構(gòu)單元構(gòu)建而成，脂肪酸由丙二酰輔酶A片段制成。其它類型的模塊天然產(chǎn)物源自共有結(jié)構(gòu)單元(諸如莽草酸、氨基酸和/或它們各自的衍生物)的氧化偶聯(lián)。

對于肽、寡核苷酸，并且越來越多地對于寡糖，現(xiàn)在常規(guī)地利用該固有的模塊性，以實(shí)現(xiàn)從適當(dāng)保護(hù)的雙功能結(jié)構(gòu)單元的完全自動化合成(R.B.Merrifield,Science 1965,150,178-185；M.H.Caruthers,Science 1985,24,799；和O.J.Plante,M.R.Palmacci,P.H.Seeberger,Science 2001,291,1523)。作為這些進(jìn)步的直接結(jié)果，在這些領(lǐng)域中的研究主要聚焦于發(fā)現(xiàn)和理解新的分子功能。完全相反地，盡管在接近2個世紀(jì)的時程中取得了巨大進(jìn)步，小分子的實(shí)驗(yàn)室合成仍然是一個相對復(fù)雜的、不靈活的和未系統(tǒng)化的過程，該過程幾乎僅能由受過高度訓(xùn)練的專家來實(shí)踐(關(guān)于經(jīng)由聚合物輔助和/或流式化學(xué)來自動化合成小分子的最新進(jìn)展，參見：a)C.H.Hornung,M.R.Mackley,I.R.Baxendale和S.V.Ley and,Org.Proc.Res.Dev.2007,11,399-405；b)Nikzad Nikbin,Mark Ladlow,和Steven V.Ley Org.Process Res.Dev.2007,11,458–462；和c)France,S.；Bernstein,D.；Weatherwax,A.；Lectka,T.Org.Lett.2005,7,3009-3012)。因而，在該領(lǐng)域中的研究的重點(diǎn)仍然非常傾向于合成。鑒于許多小分子的特殊性質(zhì)使得它們獨(dú)特地適用于在科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)中的寬范圍應(yīng)用，非常希望能夠通過非專家人員可接近的非常一般的和自動化的合成平臺來獲得更多的這些化合物。最后，這樣的過程有助于主要焦點(diǎn)從小分子合成轉(zhuǎn)移至重要小分子功能的發(fā)現(xiàn)和理解。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的某些方面涉及一種迭代地利用碳-碳鍵形成反應(yīng)來從預(yù)制結(jié)構(gòu)單元裝配多種小分子的裝置及其使用方法。在某些實(shí)施方案中，與從適當(dāng)保護(hù)的氨基酸自動化制備肽類似地，所述自動化的過程包括：被保護(hù)為對應(yīng)的N-甲基亞氨基二乙酸(MIDA)硼酸酯的雙功能鹵代硼酸結(jié)構(gòu)單元的受控迭代裝配。在某些實(shí)施方案中，避免對與固體載體的任何共價連接的需求，通過利用MIDA硼酸酯的2種非常一般的物理性質(zhì)來純化中間體：使用硅膠的捕獲和釋放(catch-and-release)色譜法能力；和它們在己烷中的不溶解性。下面詳細(xì)地討論了本發(fā)明的其它方面、實(shí)施方案和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1A描繪了用于合成肽和小分子的類似策略。

圖1B是去保護(hù)、交叉偶聯(lián)和利用最后直接釋放交叉偶聯(lián)步驟的純化的示例性迭代循環(huán)的示意圖，其中對于每個偶聯(lián)，相對于每個鹵化物采用大致3當(dāng)量的硼酸。

圖1C描繪了用于純化MIDA硼酸酯中間體的2種不同策略。第一種策略是“捕獲和釋放純化”，并利用MIDA硼酸酯對硅膠的高親和力。具體地，將粗產(chǎn)物混合物加載到硅膠墊上，然后用Et₂O/MeOH沖洗。在所有副產(chǎn)物在該極性溶劑混合物中快速洗脫的同時，MIDA硼酸酯表現(xiàn)出基本上無限大的保留。值得注意的是，“捕獲”現(xiàn)象是含有MIDA硼酸酯官能團(tuán)的任意化合物所共有的。但是，簡單地將溶劑更換為四氫呋喃(THF)，會“釋放”出純化的MIDA硼酸酯，作為適合用于以后的去保護(hù)反應(yīng)中的溶液。第二種策略是“沉淀純化”，并利用MIDA硼酸酯在己烷中的一般不溶解性。具體地，將在THF中的粗反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移進(jìn)含有己烷類的室中。MIDA硼酸酯形成沉淀，并通過過濾與可溶性的反應(yīng)副產(chǎn)物分離。可以使用定制的雜合純化罐來利用串聯(lián)的這兩種純化方法，從而提供非常穩(wěn)健的且一般的用于自動化地純化MIDA硼酸酯中間體的方法，無需與固體載體共價連接。

圖1D描繪了完全自動化的小分子合成儀的一個實(shí)施方案的照片，所述合成儀包括(i)去保護(hù)、(ii)交叉偶聯(lián)和(iii)純化的模塊，所述模塊都在配有定制設(shè)計的軟件的計算機(jī)的控制下。

圖2描繪了可以在合成儀中運(yùn)行的反應(yīng)的實(shí)施例，其中D代表去保護(hù)步驟，CC代表交叉偶聯(lián)步驟，P代表純化步驟，且RCC代表在其中快速地或緩慢地原位釋放硼酸/硼酸酯的交叉偶聯(lián)步驟。

圖3描繪了選擇的結(jié)構(gòu)單元，包括被保護(hù)為對應(yīng)的N-甲基亞氨基二乙酸(MIDA)硼酸酯的雙功能鹵代硼酸結(jié)構(gòu)單元和可以從所述結(jié)構(gòu)單元制備出的化合物。

圖4描繪了選擇的結(jié)構(gòu)單元，包括被保護(hù)為對應(yīng)的N-甲基亞氨基二乙酸(MIDA)硼酸酯的雙功能鹵代硼酸結(jié)構(gòu)單元和可以從所述結(jié)構(gòu)單元制備出的化合物。

圖5描繪了：(上圖)自動化小分子合成儀的一個實(shí)施方案的設(shè)計示意圖，和(下圖)各個泵、閥、端口和管的連接性的一個實(shí)施例；其中(1)表示溶劑蓄池；(2)表示干燥和脫氣臺；(3)表示加熱塊和攪拌板；(4)表示電磁閥和氣體歧管；(5)表示去保護(hù)臺；(6)表示純化臺；(7)表示閥模塊(閥圖(valve map)的一個實(shí)施例顯示在圖7中)；(8)表示主注射泵；(9)表示用于純化的注射泵；和(10)表示水性反應(yīng)的注射泵。

圖6描繪了示例性的反應(yīng)管、管道和配件的照片。

圖7描繪了閥圖的一個實(shí)施例。

圖8描繪了反應(yīng)管的一個實(shí)施例。

圖9是水性去保護(hù)模塊的一個實(shí)施例的示意圖。

圖10描繪了沉淀室和二氧化硅柱的一個實(shí)施例。

圖11描繪了干燥和脫氣管的一個實(shí)施例。

圖12的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖13的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖14的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖15的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖16的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖17的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖18的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖19的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖20的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖21的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖22的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖23的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖24的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖25的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖26的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖27的一對¹H NMR譜對應(yīng)著：(i)包含MIDA硼酸酯的模擬反應(yīng)混合物，和(ii)從所述混合物純化以后的MIDA硼酸酯。

圖28描繪了(A)苯基MIDA硼酸酯的自動化水性去保護(hù)和隨后苯硼酸與乙烯基碘雙功能結(jié)構(gòu)單元的自動化交叉偶聯(lián)；(B)三烯基MIDA硼酸酯的自動化水性去保護(hù)和隨后三烯基硼酸與乙烯基碘雙功能結(jié)構(gòu)單元的自動化交叉偶聯(lián)；和(C)丁烯基MIDA硼酸酯的自動化水性去保護(hù)和隨后丁烯基硼酸與二烯基乙烯基碘雙功能結(jié)構(gòu)單元的異構(gòu)混合物的自動化交叉偶聯(lián)。

圖29描繪了使用水性去保護(hù)模塊的全反式視黃醛的完全自動化合成。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的某些方面涉及用于自動化合成小分子的裝置和方法。在某些實(shí)施方案中，通過迭代地使用單反應(yīng)來結(jié)合具有所有的所需官能團(tuán)(functionality)、氧化狀態(tài)和預(yù)安裝的立體化學(xué)的許多雙功能結(jié)構(gòu)單元，制備所述小分子。

雙功能的MIDA-保護(hù)的鹵代硼酸

開發(fā)用于自動化合成小分子的裝置和方法的一個關(guān)鍵是，使用Suzuki-Miyaura反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)雙功能的“鹵代硼酸”的迭代交叉偶聯(lián)(ICC)(圖1A)。但是，為了具有有效的可自動化的操作，需要開發(fā)用于可逆地減弱每個鹵代硼酸的一個末端的溫和的且選擇性的方法，以避免隨機(jī)的寡聚化。在這方面，本文所述的裝置和方法利用下述發(fā)現(xiàn)：三價配體N-甲基亞氨基二乙酸(MIDA)可以充當(dāng)開關(guān)，以在非常溫和的條件下將硼酸的反應(yīng)性“關(guān)閉”和“開啟”(E.P.Gillis,M.D.Burke J.Am.Chem.Soc.2007,129,6716-6717；和美國專利申請公開號2009/0030238，其特此通過引用整體并入)。MIDA硼酸酯的這種性質(zhì)已經(jīng)使得經(jīng)由包括MIDA硼酸酯去保護(hù)、選擇性交叉偶聯(lián)和純化的重復(fù)循環(huán)制備多種天然產(chǎn)物成為可能(圖1B；S.J.Lee,K.C.Gray,J.S.Paek,M.D.Burke J.Am.Chem.Soc.2008,130,466-468；E.P.Gillis,M.D.Burke,J.Am.Chem.Soc.2008,130,14084-14085；和E.M.Woerly,A.H.Cherney,E.K.Davis,M.D.Burke,J.Am.Chem.Soc.2010,132,6941-6943)。此外，為了促進(jìn)它們作為結(jié)構(gòu)單元的一般實(shí)用性，MIDA硼酸酯是一致地空氣穩(wěn)定的、高度結(jié)晶性的、單體的、自由流動的固體，其與眾多常見的合成試劑和硅膠色譜法完全相容(E.P.Gillis,M.D.BurkeAldrichimicaActa 2009,42,17-27)。另外，在制備MIDA硼酸酯結(jié)構(gòu)單元的方法中的新近進(jìn)展，和它們用于“緩釋”交叉偶聯(lián)的能力的發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)極大地擴(kuò)展了本文所述的合成平臺的實(shí)用性(G.R.Dick,D.M.Knapp,E.P.Gillis,Org.Lett.2010,12,2314-2317；D.M.Knapp,E.P.Gillis J.Am.Chem.Soc.2009,131,6961-6963；和美國專利申請公開號2010/0121062，其特此通過引用整體并入)。實(shí)際上，快速增加的MIDA硼酸酯集合(它們代表許多在天然產(chǎn)物和藥物中經(jīng)常出現(xiàn)的子結(jié)構(gòu))現(xiàn)在是商購可得的。Suzuki-Miyaura反應(yīng)的擴(kuò)大中的范圍逐漸地包括Csp³-Csp³型偶聯(lián)(M.R.Netherton,G.C.Fu,Adv.Syn.Cat.2004,346,1525-1532)，這指示，該ICC策略的潛在通用性是巨大的。

MIDA-保護(hù)的有機(jī)硼酸的純化

將ICC方案轉(zhuǎn)化成完全自動化過程，需要用于純化合成的中間體的一般策略。就肽、寡核苷酸和寡糖而言，通過將延長中的寡聚體與固體載體連接，已經(jīng)解決了該問題。在每個偶聯(lián)反應(yīng)結(jié)束時，通過簡單的過濾，從殘余的溶劑、試劑和副產(chǎn)物中分離出期望的產(chǎn)物。雖然在這些背景下非常有效，就基于ICC的小分子合成而言，該純化方案基本上存在2個重大限制。

首先，該策略普遍需要化學(xué)處理以實(shí)現(xiàn)延長中的寡聚體與固相的共價連接。就肽、寡核苷酸和寡糖而言，各個單體都方便地含有共有雜原子連接元件作為靶結(jié)構(gòu)的固有組分。相比而言，盡管已經(jīng)開發(fā)了一些優(yōu)良的固相連接系統(tǒng)，小分子在結(jié)構(gòu)方面是非常多樣化的，并且許多小分子缺少可用于與固相連接的共有官能團(tuán)。

其次，在有MIDA硼酸酯存在下選擇性地偶聯(lián)硼酸，要求利用相對無水的條件，因?yàn)镸IDA硼酸酯在無水堿性條件下是穩(wěn)定的且不反應(yīng)的，但是當(dāng)用堿水溶液處理時可容易地水解產(chǎn)生反應(yīng)性的硼酸。在初步的研究中，發(fā)現(xiàn)了將無水Suzuki-Miyaura交叉偶聯(lián)化學(xué)法轉(zhuǎn)移至固相上可產(chǎn)生問題。

令人驚奇地，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了MIDA硼酸酯的2種值得注意的物理性質(zhì)，從而允許避免前述2種挑戰(zhàn)。所述2種性質(zhì)一起已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了非常有效的替代純化策略，并且因而允許使用溶液相化學(xué)法的ICC完全自動化。在下面詳細(xì)討論了2種純化策略：“沉淀”和“捕獲和釋放”。所述2種純化策略可以單獨(dú)地或組合地使用，在后一種情況下，它們可以以任一種次序順序地執(zhí)行。

通過沉淀進(jìn)行純化。本發(fā)明的一個方面涉及下述發(fā)現(xiàn)：基本上所有的含有MIDA-保護(hù)的有機(jī)硼酸官能團(tuán)的分子都不溶于己烷:THF(3:1v/v)中，而幾乎所有的硼酸、其它硼酸酯或相關(guān)的替代物都可溶于該溶劑系統(tǒng)中(圖1C)。MIDA硼酸酯的這種一般物理性質(zhì)會實(shí)現(xiàn)非常有效的基于沉淀的純化(關(guān)于基于沉淀的純化的背景，參見：H.Perrier,M.Labelle,J.Org.Chem.1999,64,2110-2113；T.Bosanac,C.S.Wilcox,Org.Lett.2004,6,2321-2324；和J.C.Poupon,A.A.Boezio,A.B.Charette,Angew.Chem.Int.Ed.2006,45,1415-1420)。此外，因?yàn)榇蠖鄶?shù)催化劑種類和有機(jī)鹵化物可溶于己烷:THF(3:1)中，可以從交叉偶聯(lián)反應(yīng)物(諸如無水Suzuki交叉偶聯(lián)反應(yīng)物)中直接地純化MIDA硼酸酯。僅僅將在THF中的粗產(chǎn)物混合物(例如，得自交叉偶聯(lián)反應(yīng))轉(zhuǎn)移至攪拌的容器(其含有的己烷類的量是要添加的THF的總體積的大約3倍)中，會導(dǎo)致MIDA硼酸酯產(chǎn)物的快速且定量的沉淀，同時殘余的未反應(yīng)的硼酸、以及大部分副產(chǎn)物和其它反應(yīng)組分(諸如鈀和膦配體)都保持可溶于己烷:THF(3:1v/v)混合物中。簡單地過濾該混合物，隨后用THF溶解沉淀的MIDA硼酸酯，會產(chǎn)生半純化的MIDA硼酸酯的溶液。

本發(fā)明的一個方面涉及一種從溶液中純化MIDA硼酸酯的方法，所述方法包括下述步驟：用己烷稀釋包含MIDA硼酸酯的溶液，由此選擇性地沉淀出MIDA硼酸酯；和分離沉淀的MIDA硼酸酯。所述己烷可以是己烷的任何異構(gòu)體或己烷類的混合物?？捎糜诒景l(fā)明中的示例性的己烷異構(gòu)體包括直鏈己烷(正己烷)、支鏈己烷類(例如異己烷)和環(huán)己烷。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中通過過濾分離出所述沉淀的MIDA硼酸酯。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，所述方法另外包括下述步驟：將沉淀的MIDA硼酸酯溶解在極性溶劑中。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，所述方法另外包括下述步驟：將沉淀的MIDA硼酸酯溶解在THF中。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述包含MIDA硼酸酯的溶液是THF溶液。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中將所述包含MIDA硼酸酯的溶液逐滴加入己烷中。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述己烷的體積是包含MIDA硼酸酯的溶液的體積的約2倍至約4倍。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述己烷的體積是包含MIDA硼酸酯的溶液的體積的約3倍。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述包含MIDA硼酸酯的溶液是得自化學(xué)反應(yīng)的粗產(chǎn)物混合物。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述化學(xué)反應(yīng)選自：Suzuki-Miyaura偶聯(lián)、氧化、Swern氧化、“Jones試劑”氧化、還原、Evans氏羥醛反應(yīng)、HWE烯化、Takai烯化、醇甲硅烷基化、脫甲硅烷基化、對甲氧基芐基化、碘化、Negishi交叉偶聯(lián)、Heck偶聯(lián)、Miyaura硼化、Stille偶聯(lián)和Sonogashira偶聯(lián)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述化學(xué)反應(yīng)包括使MIDA硼酸酯與試劑接觸的步驟，其中所述MIDA硼酸酯包含：具有sp³雜化的硼、與硼連接的MIDA保護(hù)基、和通過硼-碳鍵與硼連接的有機(jī)基團(tuán)；所述有機(jī)基團(tuán)經(jīng)過化學(xué)改造，且所述硼沒有經(jīng)過化學(xué)改造。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述MIDA硼酸酯由表示；R¹⁰代表有機(jī)基團(tuán)；B代表具有sp³雜化的硼；R²⁰是甲基；且R²¹、R²²、R²³和R²⁴獨(dú)立地選自氫基團(tuán)和有機(jī)基團(tuán)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中R²¹、R²²、R²³和R²⁴是氫。

捕獲和釋放純化。已經(jīng)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，所有的含有MIDA硼酸酯官能團(tuán)的分子都具有對硅膠的特別高的親和力(圖1C)。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，MIDA硼酸酯(不論與硼連接的有機(jī)基團(tuán)的性質(zhì)如何)在己烷:THF(3:1v/v)、Et₂O和Et₂O:MeOH(98.5:1.5v/v)中具有基本上為零的R_f。因此，MIDA硼酸酯可以用作用于在硅膠上捕獲和釋放純化的通用標(biāo)記(關(guān)于用于有機(jī)合成分離的標(biāo)記策略的精彩綜述，參見：J.Yoshida,K.Itami,Chem.Rev.2002,102,3693-3716。關(guān)于有機(jī)合成中的現(xiàn)代分離技術(shù)的精彩綜述，參見：C.C.Tzschucke,C.Markert,W.Bannwarth,S.Roller,A.Hebel,R.Haag,Angew.Chem.Int.Ed.2002,41,3964-4000。也參見，D.P.Curran,Angew.Chem.Int.Ed.1998,37,1174-1196；P.H.Toy,K.D.Janda,Acc.Chem.Res.2000,33,546-554；S.V.Ley,A.Massi,F.Rodriguez,D.C.Horwell,R.A.Lewthwaite,M.C.Pritchard,A.M.Reid,Angew.Chem.Int.Ed.2001,40,1053-1055；A.R.Brown,S.L.Irving,R.Ramage,G.Raphy Tetrahedron1995,51,11815-11830；L.A.Thompson,Curr.Opin.Chem.Bio.2000,4,324-337；和M.G.Siegel,P.J.Hahn,B.A.Dressman,J.E.Fritz,J.R.Grunwell,S.W.Kaldor,Tetrahedron Lett.1997,38,3357-3360。關(guān)于捕獲和釋放型方法用于純化蛋白的用途，參見：J.Porath,J.Carlsson,I.Olsson,G.Belfrage,Nature 1975,278,598)。換而言之，在某些ICC序列所用的所有中間體(圖1B)中方便地存在的MIDA硼酸酯官能團(tuán)，能夠?qū)崿F(xiàn)任意MIDA硼酸酯與硅膠(一種固體載體)的可逆非共價連接。

己烷類:THF(例如，3:1v/v)作為溶劑系統(tǒng)的應(yīng)用是重要的，因?yàn)樗鼤峁┲苯拥丶兓蠱IDA硼酸酯的THF反應(yīng)溶液的方式(通過用己烷類稀釋)。就下面討論的自動化合成而言，該特征是重要的，因?yàn)椴恍枰呒壊僮?諸如溶劑蒸發(fā))即可制備用于純化的反應(yīng)溶液。Et₂O的使用是重要的，因?yàn)樵谀承┡悸?lián)反應(yīng)中，存在于反應(yīng)溶液中的幾乎每種其它化合物都會在Et₂O中洗脫。令人感興趣地，向Et₂O中加入1.5％MeOH(v/v)，會確保用合理量的溶劑從柱洗脫甚至極性的硼酸。在所述純化方法中MeOH與MIDA硼酸酯的相容性是意外的，因?yàn)镸eOH可以用于在室溫將MIDA硼酸酯去保護(hù)為對應(yīng)的硼酸。所有上述性質(zhì)已經(jīng)用許多MIDA硼酸酯進(jìn)行了試驗(yàn)，并經(jīng)證實(shí)是通用的。例如，硼酸酯A和B具有如上所述的表現(xiàn)，盡管事實(shí)上它們是非極性的，并在其它溶劑組合(諸如己烷類:EtOAc)中較好地洗脫。

已經(jīng)洗脫未反應(yīng)的硼酸以及反應(yīng)試劑以后，純的MIDA硼酸酯通常在THF較好地洗脫。并且，MIDA硼酸酯通常在MeCN和丙酮中較好地洗脫。

本發(fā)明的一個方面涉及一種從溶液中純化MIDA硼酸酯的方法，所述方法包括下述步驟：使所述溶液穿過二氧化硅塞；使第一液體穿過二氧化硅塞；和使第二液體穿過二氧化硅塞，從而在所述第二液體中洗脫MIDA硼酸酯；其中所述第一液體含有乙醚，或所述第一液體的極性小于或大致等于98.5:1.5(v/v)Et₂O:MeOH的混合物的極性；且所述第二液體的極性大于或大致等于THF的極性。

當(dāng)溶劑的極性更高時，象大多數(shù)有機(jī)化合物一樣，MIDA硼酸酯通常更快速地從SiO₂洗脫(即，具有更高的R_f)。但是，上述純化方法利用MIDA硼酸酯在某些溶劑中的特殊性質(zhì)。具體地，存在某些溶劑系統(tǒng)，MIDA硼酸酯在其中的R_f與溶劑的極性無關(guān)。實(shí)際上，在某些溶劑系統(tǒng)中，R_f可以接近零或?yàn)榱?。例如，盡管氯仿的極性高于THF，十二烷基MIDA硼酸酯在氯仿中的R_f是0.00，而在THF中的R_f是0.80。在不希望受任何具體理論約束的同時，該非常驚人的現(xiàn)象可能涉及所有3種因素之間的獨(dú)特相互作用：溶劑、硅膠和MIDA硼酸酯。因而，如果挑選出不遵循洗脫規(guī)則的溶劑(諸如氯仿或Et₂O)，可能在二氧化硅柱上分離MIDA硼酸酯。為了從如此負(fù)載的柱除去MIDA硼酸酯，可以轉(zhuǎn)換為遵循正常洗脫規(guī)則的極性溶劑(諸如THF、MeCN或丙酮)。

還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，官能化的硅膠(諸如3-氨基丙基-官能化的硅膠)可以替代SiO₂，而不影響MIDA硼酸酯/SiO₂相互作用的性質(zhì)。所述官能化的硅膠可以用于從溶液中清除例如金屬催化劑。因此，在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述二氧化硅是3-氨基丙基-官能化的二氧化硅。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第一液體包含乙醚。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第一液體是乙醚。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第一液體是乙醚和甲醇的混合物。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第一液體是乙醚和甲醇的混合物；且乙醚與甲醇的比率是98.5:1.5(v/v)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第二液體是THF、MeCN、乙酸乙酯或丙酮、或具有類似極性的溶劑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第二液體是THF、MeCN、乙酸乙酯或丙酮。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第二液體是THF。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述溶液是得自化學(xué)反應(yīng)的粗產(chǎn)物混合物。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述化學(xué)反應(yīng)選自：Suzuki-Miyaura偶聯(lián)、氧化、Swern氧化、“Jones試劑”氧化、還原、Evans氏羥醛反應(yīng)、HWE烯化、Takai烯化、醇甲硅烷基化、脫甲硅烷基化、對甲氧基芐基化、碘化、Negishi交叉偶聯(lián)、Heck偶聯(lián)、Miyaura硼化、Stille偶聯(lián)和Sonogashira偶聯(lián)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述化學(xué)反應(yīng)包括使MIDA硼酸酯與試劑接觸的步驟，其中所述MIDA硼酸酯包含：具有sp³雜化的硼、與硼連接的MIDA保護(hù)基、和通過硼-碳鍵與硼連接的有機(jī)基團(tuán)；所述有機(jī)基團(tuán)經(jīng)過化學(xué)改造，且所述硼沒有經(jīng)過化學(xué)改造。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述MIDA硼酸酯由表示；R¹⁰代表有機(jī)基團(tuán)；B代表具有sp³雜化的硼；R²⁰是甲基；且R²¹、R²²、R²³和R²⁴獨(dú)立地選自氫基團(tuán)和有機(jī)基團(tuán)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中R²¹、R²²、R²³和R²⁴是氫。

聯(lián)合沉淀和捕獲和釋放純化。上面討論的2種純化策略可以組合成一種穩(wěn)健的且通用的方法。具體地，進(jìn)行上述的捕獲和釋放純化的溶液可以是從MIDA硼酸酯的選擇性沉淀得到的溶液。

本發(fā)明的一個方面涉及一種從溶液中純化MIDA硼酸酯的方法，所述方法包括下述步驟：用己烷稀釋所述溶液，由此選擇性地沉淀出MIDA硼酸酯；使所述稀釋過的溶液穿過二氧化硅塞，由此將沉淀的MIDA-保護(hù)的有機(jī)硼酸沉積在二氧化硅塞上；使第一液體穿過二氧化硅塞；和使第二液體穿過二氧化硅塞，從而在所述第二液體中洗脫MIDA硼酸酯；其中所述第一液體含有乙醚，或所述第一液體的極性小于或大致等于98.5:1.5(v/v)Et₂O:MeOH的混合物的極性；且所述第二液體的極性大于或大致等于THF的極性。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第一液體包含乙醚。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第一液體是乙醚。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第一液體是乙醚和甲醇的混合物。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第一液體是乙醚和甲醇的混合物；且乙醚與甲醇的比率是98.5:1.5(v/v)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第二液體是THF、MeCN、乙酸乙酯或丙酮、或具有類似或更大極性的溶劑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第二液體是THF、MeCN、乙酸乙酯或丙酮。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述第二液體是THF。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述溶液是得自化學(xué)反應(yīng)的粗產(chǎn)物混合物。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述化學(xué)反應(yīng)選自：Suzuki-Miyaura偶聯(lián)、氧化、Swern氧化、“Jones試劑”氧化、還原、Evans氏羥醛反應(yīng)、HWE烯化、Takai烯化、醇甲硅烷基化、脫甲硅烷基化、對甲氧基芐基化、碘化、Negishi交叉偶聯(lián)、Heck偶聯(lián)、Miyaura硼化、Stille偶聯(lián)和Sonogashira偶聯(lián)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述化學(xué)反應(yīng)包括使MIDA硼酸酯與試劑接觸的步驟，其中所述MIDA硼酸酯包含：具有sp³雜化的硼、與硼連接的MIDA保護(hù)基、和通過硼-碳鍵與硼連接的有機(jī)基團(tuán)；所述有機(jī)基團(tuán)經(jīng)過化學(xué)改造，且所述硼沒有經(jīng)過化學(xué)改造。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述MIDA硼酸酯由表示；R¹⁰代表有機(jī)基團(tuán)；B代表具有sp³雜化的硼；R²⁰是甲基；且R²¹、R²²、R²³和R²⁴獨(dú)立地選自氫基團(tuán)和有機(jī)基團(tuán)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中R²¹、R²²、R²³和R²⁴是氫。

定制的雜合純化罐。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中使用定制的雜合純化罐，所述罐含有串聯(lián)排列的“沉淀室”和“捕獲和釋放室”(圖1C)。在該系統(tǒng)中，將粗交叉偶聯(lián)反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至裝有己烷類的第一(例如，上)室中，從而導(dǎo)致含有MIDA硼酸酯的產(chǎn)物的快速且定量沉淀，同時殘余的硼酸(和大部分副產(chǎn)物)、鈀和膦配體都保持是可溶性的。如前所述，簡單地過濾該混懸液，隨后用Et₂O:MeOH洗滌，將得到的半純化的固體MIDA硼酸酯放置在位于第二(例如，下)室中的硅膠塞的頂部。然后用大量體積的例如Et₂O:MeOH 98.5:1.5(v/v)和隨后的確定小體積的THF對該下室進(jìn)行洗滌，以實(shí)現(xiàn)捕獲和釋放硅膠純化。得到的純化的MIDA硼酸酯的THF溶液可方便地用于隨后的去保護(hù)和偶聯(lián)循環(huán)中。

MIDA-保護(hù)的有機(jī)硼酸的純化/去保護(hù)

與純化硼酸有關(guān)的挑戰(zhàn)包括下述事實(shí)：“極性的和經(jīng)常兩親的特性傾向于使它們的分離和純化變得困難”(Hall,D.G.Boronic Acids；Wiley-VCH:魏因海姆,德國,2005；第57-58頁)。此外，“廣泛已知的和使用的硼酸表現(xiàn)出可變的穩(wěn)定性(乙烯基-、烷基-、和炔基-硼酸不是非常穩(wěn)定的)，且它們的純化不是簡單的。此外，分離的硼酸通常含有大量酸酐類或環(huán)硼氧烷類，這些在確定它們的化學(xué)計量學(xué)時產(chǎn)生問題”(Darses,S.；Genet,J-P.Chem.Rev.2008,108,288-325)。

已經(jīng)開發(fā)了許多用于純化硼酸的方案，但是都在它們的通用性方面受到限制。最基礎(chǔ)的方案是使硼酸重結(jié)晶，通常是從水溶液中重結(jié)晶。但是，僅在樣品已經(jīng)相對較純的情況下，并且當(dāng)硼酸在水中的溫度依賴性的溶解度有利時，該方案才是有效的。當(dāng)采用非極性的重結(jié)晶溶劑時，硼酸的顯著脫水會產(chǎn)生環(huán)硼氧烷(Santucci,L.；Gilman,H.J.Am.Chem.Soc.1958,80,193-196)。另一種方案是“相轉(zhuǎn)換”液體/液體分配(Mothana,S.；Grassot,J-M.；Hall,D.G.Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,2883-2887)。在該方案中，在強(qiáng)堿(pH 10)中將硼酸轉(zhuǎn)化成陰離子型硼酸鹽物質(zhì)，洗掉非離子型有機(jī)物，然后將溶液酸化(pH 1-5)，以再生硼酸。該方法不適用于含有酸性官能團(tuán)、堿性官能團(tuán)或者對酸或堿敏感的任何官能團(tuán)(包括硼酸官能團(tuán))的硼酸。還已經(jīng)報道了固體負(fù)載的基于二乙醇胺的硼酸清除劑，縮寫為DEAM-PS(Hall,D.G.；Tailor,J.；Gravel,M.Angew.Chem.Int.Ed.1999,38,3064-3067)。但是，該方法是昂貴的，且不代表實(shí)用的或可縮放的解決方案。

可以在經(jīng)由硼酸替代物的兩步法中純化硼酸。例如，可以將硼酸轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的可結(jié)晶的三氟硼酸鹽(Darses,S.；Genet,J-P.Chem.Rev.2008,108,288-325)。但是，該方案的限制包括下述事實(shí)：結(jié)晶條件是底物特異性的，使用大量氟化物，有些雜質(zhì)與產(chǎn)物共結(jié)晶，和不能有效地從三氟硼酸鹽再生硼酸(Molander,G.A.；Cavalcanti,L.N.；Canturk,B.；Pan,P-S.；Kennedy,L.E.J.Org.Chem.2009,74,7364-7369)?？商鎿Q地，可以在有二醇(最常見地頻哪醇)存在下將硼酸脫水，以形成對應(yīng)的硼酸酯。有些芳基硼酸酯具有比對應(yīng)的硼酸更有利的色譜法、萃取和結(jié)晶性質(zhì)。但是，其它類別的硼酸酯(雜芳基、烯基、烷基、炔基等)傾向于具有相對可變的特征。此外，由于硼酸酯變得足夠穩(wěn)定以提高它的純化性質(zhì)，再生硼酸所需的條件變得更苛刻。例如，將頻哪醇硼酸酯轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的硼酸，通常需要酸水溶液和氧化劑(經(jīng)常是NaIO₄)，這會限制該方案的通用性(Murphy,J.M.；Tzschuck,C.C.；Hartwig,J.F.Org.Lett.2007,9,757-760)。

最后，不穩(wěn)定的硼酸帶來特別有挑戰(zhàn)性的問題。上述方案都不可用于純化不穩(wěn)定的硼酸，諸如乙烯基硼酸。值得注意的是，可以以大于95％純度從乙烯基MIDA硼酸酯制備乙烯基硼酸(Knapp,D.M.；Gillis,E.P.；Burke,M.D.J.Am.Chem.Soc.2009,131,6961-6963)。

為了解決上面指出的問題，本文公開了為MIDA硼酸酯水解而開發(fā)的“捕獲和選擇性釋放”型方法。具體地，將MIDA硼酸酯的THF溶液(反應(yīng)性＝關(guān)閉)與固體負(fù)載的氫氧化銨試劑(諸如AmberlystA26(OH)；參見T.M.Morwick,J.Comb.Chem.2006,8,649-651)相混合，以促進(jìn)MIDA水解。在此時，被切掉的MIDA配體(可能呈MIDA^2-Na⁺₂的形式)和硼酸(可能呈對應(yīng)的陰離子硼-‘酸鹽’復(fù)合物的形式；參見D.G.Hall,J.Tailor,M.Gravel,Angew.Chem.Int.Ed.1999,38,3064-3067)保持被捕獲在樹脂中(“捕獲”)。經(jīng)確定，隨后用AcOH的THF溶液處理(參見M.G.Siegel,P.J.Hahn,B.A.Dressman,J.E.Fritz,J.R.Grunwell,S.W.Kaldor,Tetrahedron Lett.1997,38,3357-3360)，會導(dǎo)致僅硼酸的“選擇性釋放”(反應(yīng)性＝開啟)，而在這些弱酸性的條件下，被切掉的MIDA配體方便地保持被捕獲在樹脂中。將該THF/AcOH/硼酸溶液轉(zhuǎn)移至新的裝有K₂CO₃、分子篩和的瓶中，隨后用氬在所述混合物中鼓泡，并過濾，得到中和的、基本上無水的且脫氧的新鮮制備的硼酸在THF中的溶液，其準(zhǔn)備好用于接下來的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。

本發(fā)明的一個方面涉及MIDA硼酸酯的去保護(hù)，其包括下述步驟：使包含MIDA硼酸酯的溶液和溶劑與固體負(fù)載的氫氧化銨試劑接觸，由此將MIDA硼酸酯去保護(hù)，并形成硼酸和MIDA。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述溶劑包含THF。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述固體負(fù)載的氫氧化銨試劑與MIDA結(jié)合。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，所述方法另外包括下述步驟：通過過濾除去溶劑，由此剩下捕獲在固體負(fù)載的氫氧化銨試劑內(nèi)的硼酸和MIDA配體；和添加其它溶劑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述其它溶劑是THF。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中用有機(jī)溶液洗滌所述固體負(fù)載的氫氧化銨試劑，所述有機(jī)溶液包含有機(jī)溶劑和弱酸或強(qiáng)酸，所述弱酸或強(qiáng)酸的量大于中和固體負(fù)載的氫氧化銨試劑所需的量，由此洗脫硼酸。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中用包含弱酸或強(qiáng)酸的THF溶液洗滌所述固體負(fù)載的氫氧化銨試劑，由此洗脫硼酸。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中用包含醋酸的THF溶液洗滌所述固體負(fù)載的氫氧化銨試劑，由此洗脫硼酸。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中用堿處理洗脫的硼酸，以中和所述酸(例如，醋酸)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述堿是碳酸鉀。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中用包含鹽酸的1,4-二噁烷溶液洗滌所述固體負(fù)載的氫氧化銨試劑，由此洗脫硼酸。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述固體負(fù)載的氫氧化銨試劑是強(qiáng)堿陰離子交換樹脂，例如，Amberlite IRA-400(OH^–形式)、Amberlite IRA 420(OH^–形式)、Amberlite IRA 410(OH^–形式)、Amberlite IRN-150、Amberlite IRA 900(OH^–形式)、Amberlite IRA 904(OH^–形式)、Amberlite IRA 910(OH^–形式)、Amberlite A5836、Amberlyst A26(OH^–形式)、Ambersep 900、Dowex-1(OH^–形式)、Dowex-3(OH^–形式)、Dowex 1-X4(OH^–形式)、Dowex 1-I 9880、Dowex 1-I0131、Dowex 550 A(OH^–形式)或Amberjet 4400。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，其中所述固體負(fù)載的氫氧化銨試劑是以含有季銨基團(tuán)的交聯(lián)苯乙烯二乙烯基苯共聚物為基礎(chǔ)的強(qiáng)堿1型陰離子大網(wǎng)格聚合物型樹脂，例如，Amberlyst A26(OH^–形式)(Rohm and Haas,費(fèi)城，賓夕法尼亞州)。

本發(fā)明的一個方面涉及一種將MIDA硼酸酯去保護(hù)的方法，所述方法包括下述步驟：使包含MIDA硼酸酯的溶液和溶劑與NaOH水溶液接觸，由此將MIDA硼酸酯去保護(hù)，并形成硼酸和游離的MIDA配體。該方法對于酸敏感的底物(硼酸)而言是特別有用的，因?yàn)樗话榱藦墓腆w載體洗脫而暴露于酸。

因?yàn)樗畬⒃谝院蟮牟襟E中除去，通常希望將引入所述系統(tǒng)中的水性組分(NaOH溶液)的體積限制至相對少量，例如，包含MIDA硼酸酯和它的溶劑的溶液的體積的約25-33％。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法，其中所述溶劑包含THF。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法，其中所述溶劑是THF。在一個實(shí)施方案中，所述THF是無水的且脫氧的。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法，所述方法另外包括下述步驟：加入乙醚，由此產(chǎn)生包含有機(jī)相和水相的兩相混合物，所述有機(jī)相含有硼酸和游離的MIDA配體；和使所述包含硼酸和游離的MIDA配體的有機(jī)相與所述水相分離。所述加入乙醚的步驟可以任選地包括：加入可有效地淬滅反應(yīng)的試劑。在一個實(shí)施方案中，所述可有效地淬滅反應(yīng)的試劑是磷酸鹽緩沖液。再次，因?yàn)樗畬⒃谝院蟮牟襟E中除去，通常希望將引入所述系統(tǒng)中的水的總量限制至相對少量，例如，包含MIDA硼酸酯、它的有機(jī)溶劑和NaOH水溶液的混合溶液的體積的約25-33％。在一個實(shí)施方案中，加入的磷酸鹽緩沖液的量大約等于NaOH水溶液的體積。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，所述方法另外包括下述步驟：使所述有機(jī)相與一種或多種選自硫酸鎂、硅藻土和分子篩的干燥劑接觸，由此干燥所述包含硼酸和游離的MIDA配體的有機(jī)相。硅藻土可以是例如(Fluka/Sigma-Aldrich,St.Louis,MO；Celite Corp.,Lompoc,CA)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述方法中的任一種，所述方法另外包括下述步驟：將包含硼酸和游離的MIDA配體的經(jīng)干燥有機(jī)相脫氧。在一個實(shí)施方案中，通過使干燥的無氧氣體在所述包含硼酸和游離的MIDA配體的有機(jī)相中鼓泡，實(shí)現(xiàn)所述脫氧。在一個實(shí)施方案中，所述無氧氣體是氬。

自動化小分子合成儀

利用掌握的純化和去保護(hù)MIDA硼酸酯的穩(wěn)健的且通用的方法，設(shè)計并建造了一種裝置，所述裝置具有通過ICC完全自動化地合成小分子的能力(圖1D)。在某些實(shí)施方案中，該裝置包括3個模塊，每個模塊設(shè)計成促進(jìn)執(zhí)行圖1B所示的ICC路線圖所需的去保護(hù)(D)、交叉偶聯(lián)(CC)或純化(P)步驟。在某些實(shí)施方案中，所有材料作為由一系列主注射泵(例如，8個)操作的溶液在模塊之間轉(zhuǎn)移，所述主注射泵與一套可轉(zhuǎn)換閥(J-KEM Scientific)協(xié)同工作。在某些實(shí)施方案中，所有注射泵由運(yùn)行定做的軟件程序的計算機(jī)驅(qū)動。在圖1D中描繪了所述機(jī)器的一個實(shí)施方案；在下面的范例中提供了關(guān)于該機(jī)器的其它細(xì)節(jié)。

反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計。在某些實(shí)施方案中，在購自Luknova的聚丙烯管(產(chǎn)品號FC003012)中運(yùn)行交叉偶聯(lián)反應(yīng)。所述管的尺寸是21mm x 120mm(內(nèi)徑x長度)。所述管的底部配有21mm直徑x 4mm高度的玻璃料。在該玻璃料的頂上通過金屬絲固定了13mm直徑x 4mm高度的玻璃料。在該玻璃料的頂上放置含有稀土磁體的大型攪拌棒(Big Science Inc.,SBM-1508-REH)。所述管的底部可通過凸形路厄尖頭接近，而所述管的頂部用不透氣螺紋帽密封，所述螺紋帽含有凹形路厄端口。所述管容納最多25mL的溶劑體積。將所述管放置在定制的鋁加熱塊上。所述加熱塊容納最多9個反應(yīng)管。所述管保持在攪拌板的表面以上3cm處，而所述管的底部4cm被加熱塊包裹。連通反應(yīng)管的底部的管道穿過在所述加熱塊的側(cè)面靠近底部處的孔。

聚丙烯管的使用在簡化所述反應(yīng)管的工程設(shè)計方面似乎是重要的。具體地，所述材料是良好的絕緣體，使得僅被加熱塊包裹的部分變熱。當(dāng)加熱塊加熱至60℃時，反應(yīng)溶液在數(shù)分鐘內(nèi)達(dá)到60℃。但是，所述管的未被包裹的部分保持在室溫，起冷凝器的作用，并由此使在溶劑上面的蒸汽保持在室溫。當(dāng)使用諸如玻璃等其它材料時，所述管的在加熱塊以上的部分會變熱，并且溶液快速地蒸發(fā)。因而，如果使用玻璃替代聚丙烯，將需要額外的冷卻元件才能保留溶液免于逃逸。

在所述系統(tǒng)的某些實(shí)施方案中，不斷地攪拌在反應(yīng)塊中的管，不論所述管內(nèi)是否存在溶液。這會使得該系統(tǒng)簡單化，因?yàn)椴恍枰_啟或關(guān)閉攪拌板，且進(jìn)一步，不需要使所述塊內(nèi)的反應(yīng)的開始和結(jié)束時間協(xié)同。但是，在長期攪拌過程中，在所述管中的攪拌棒會充當(dāng)研缽，且所述玻璃料充當(dāng)研棒，使得堿被精細(xì)地研磨進(jìn)玻璃料的孔中。此外，所述攪拌棒可能破壞玻璃料的頂部，即使在沒有堿存在下。在這些情況下，幾乎不可能穿過玻璃料抽取溶液，因?yàn)椴ＡЯ系纳媳砻姹蛔枞?或損傷。為了克服該限制，將反應(yīng)管設(shè)計成含有不同大小的2種玻璃料(圖8)。以此方式，攪拌棒僅與更小的頂部玻璃料接觸，即使該玻璃料的上表面被損傷或阻塞，可以穿過所述小玻璃料的側(cè)面或穿過僅對更大玻璃料敞開的空間抽取溶液。所述絲是固定頂部玻璃料所必需的，使得它不會在反應(yīng)過程中側(cè)向旋轉(zhuǎn)變得與更大的玻璃料垂直。在某些實(shí)施方案中，可以將單個玻璃料制造成具有與所述組合的玻璃料類似的形狀。

純化系統(tǒng)設(shè)計。上面討論了可實(shí)現(xiàn)簡單的純化方案的MIDA硼酸酯的色譜性質(zhì)。在下面描述了所述系統(tǒng)的工程設(shè)計如何支持捕獲和釋放色譜法和基于沉淀的純化。

因?yàn)橛眉和轭愊♂尨諸HF反應(yīng)溶液會造成MIDA硼酸酯產(chǎn)物的立即沉淀，THF和己烷類的混合必須在具有足以容納沉淀產(chǎn)物的體積的容器中進(jìn)行。還必須徹底混合所述溶劑，使得所述溶液是均勻的。最后，己烷類向THF溶液中的加入也會造成反應(yīng)副產(chǎn)物變成不溶性的。在有些情況下，這些副產(chǎn)物是粘性的，或形成可以阻塞玻璃料的非常細(xì)的沉淀物。在某些實(shí)施方案中，可以使用定制設(shè)計的沉淀室，在其中混合粗THF溶液和己烷類(圖9)。在某些實(shí)施方案中，所述沉淀室含有后者會清除沉淀出的粘性雜質(zhì)，并保持該物質(zhì)遍布于進(jìn)行分布，所以它不會阻塞玻璃料。在某些實(shí)施方案中，在所述室中的攪拌棒會確保適當(dāng)混合。但是，觀察到，如果攪拌棒連續(xù)攪拌數(shù)小時，在所述管中的會被非常細(xì)地粉碎，使得它可以穿過玻璃料并阻塞下游過程。為了解決該問題，在用溶劑填充沉淀室并混合以后，抽取溶劑，使得攪拌棒潛入干燥的中，且不進(jìn)行攪拌。換而言之，可以使攪拌棒僅在必要時(即，當(dāng)沉淀室中存在溶劑時)才攪拌，因此，該過程不需要開/關(guān)攪拌板或協(xié)調(diào)使用相同攪拌板的其它過程的攪拌。在某些實(shí)施方案中，將3-氨基丙基-官能化的硅膠放入沉淀室中，以從粗反應(yīng)溶液中清除鈀。

在某些實(shí)施方案中，首先通過輔助泵給沉淀室填充己烷類(從而在該過程中用己烷類潤濕SiO₂柱)。然后，從頂部加入THF反應(yīng)溶液。主泵不操作己烷類和THF溶液，因?yàn)樵谧⑸淦髦袣埩舻募和轭惪赡茉斐蒑IDA硼酸酯產(chǎn)物沉淀在注射器中。此外，由于該原因，并為了減少污染，主泵不抽取廢THF:己烷類溶液。因而，在沉淀室中混合溶劑以后，由輔助泵穿過SiO₂柱抽取溶液，然后送至廢物容器。接著，將含有MeOH的Et₂O加入沉淀室中，混合，然后穿過SiO₂柱抽取，并送至廢物容器。用Et₂O重復(fù)該過程。在此時，純的MIDA硼酸酯產(chǎn)物作為沉淀物保留在沉淀室中，或在SiO₂柱的最頂層。輔助泵然后穿過SiO₂柱的底部注射THF，從頂部出來，并到達(dá)沉淀室。因而，MIDA硼酸酯產(chǎn)物最初是在SiO₂柱中還是在沉淀室中并不重要，因?yàn)樗鼘⒃谌我粋€位置處溶解在THF中。該系統(tǒng)會減少用于洗脫/溶解產(chǎn)物的THF的量，從而允許溶液不經(jīng)進(jìn)一步濃縮地用于下一反應(yīng)中。已經(jīng)在沉淀室中混合THF約30分鐘以后，由主泵通過三通聯(lián)接頭抽取，無需再次穿過SiO₂柱。

這種設(shè)置的一些重要特征是：沉淀事件發(fā)生在混合室中；混合室含有清除劑(和官能化的硅膠)；可以以簡單的方式控制攪拌；沉淀室和SiO₂柱在空間上分離；和泵的構(gòu)型允許在所述過程中在不同的接頭處添加和取出溶劑。

軟件?？刂扑鰴C(jī)器的軟件可以描述為具有3個復(fù)雜性水平：基礎(chǔ)水平、功能水平和高級水平。基礎(chǔ)水平主要是指1和0的組合，其可以被發(fā)送至設(shè)備來運(yùn)行注射泵和閥。功能水平是指運(yùn)行設(shè)備的最簡單命令，其可以被查看計算機(jī)代碼的人理解。高級水平是指為自動化合成機(jī)器專門定制的軟件，其可以被非專家人員用于修改如何進(jìn)行合成?；A(chǔ)水平是Kloehn生產(chǎn)的設(shè)備所固有的。功能水平來自在購買設(shè)備時由J-KEM提供的源代碼。功能水平是以VB.NET書寫的源代碼，其將基礎(chǔ)水平的命令包裝成容易執(zhí)行的子例程。高級水平是定制設(shè)計的，并基于在功能水平中提供的源代碼以VB.NET書寫。

更具體地，所述機(jī)器由許多注射泵和閥組成，所述注射泵和閥是得自Kloehn的OEM部件。所述注射泵和閥由J-KEM重新包裝和銷售，作為定制的硬件部分。經(jīng)由RS-485串行端口控制所述設(shè)備，所述RS-485串行端口發(fā)送和接收以機(jī)器語言書寫的針對Kloehn部件的簡單文本字符串命令。因而，在最簡單的水平，通過發(fā)送簡單的文本字符串(諸如“/xR”)，可以控制機(jī)器，但是這些命令是使用設(shè)備的任何人所無法理解的。從J-KEM運(yùn)出的設(shè)備伴有以VB.NET書寫的源代碼，所述源代碼會提供子例程，以將注射泵運(yùn)行至特定位置、改變閥至特定位置、控制注射器的移動速率、和打開/關(guān)閉電磁閥。開發(fā)的代碼使用得自由J-KEM提供的代碼的子例程。可以除去得自J-KEM的源代碼，且軟件可以與設(shè)備直接通信而不喪失功能性。但是，得自J-KEM的源代碼自身不足以運(yùn)行自動化合成。因而，必須建立軟件以實(shí)現(xiàn)自動化合成機(jī)器的開發(fā)。關(guān)于軟件的某些實(shí)施方案的細(xì)節(jié)，可以參見范例。

自動化合成儀。本發(fā)明的一個方面涉及一種自動化小分子合成儀，其包括：(a)去保護(hù)模塊，其與(b)流體連通，(b)干燥和脫氣模塊，其與(c)流體連通，(c)反應(yīng)模塊，其與(d)流體連通，(d)純化模塊；至少一個泵，所述泵可以在模塊之間移動液體；和配有軟件的計算機(jī)；其中所有模塊都在所述計算機(jī)的控制下。

在一個實(shí)施方案中，所述去保護(hù)模塊包括如本文所述的固定化的或固體負(fù)載的堿，例如，NaOH。在一個實(shí)施方案中，將所述去保護(hù)模塊構(gòu)建和排列成用本文所述的堿水溶液(例如，NaOH水溶液)進(jìn)行去保護(hù)。

在一個實(shí)施方案中，所述純化模塊包括組合的(或“雜合”)沉淀和捕獲和釋放模塊。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述去保護(hù)模塊包括去保護(hù)室，所述去保護(hù)室包括：在所述室頂部處的第一開口、在所述室底部處的第二開口、覆蓋所述第二開口的第一玻璃料和固體負(fù)載的氫氧化銨試劑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述去保護(hù)室包括圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述去保護(hù)室的圓筒管是聚丙烯圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述去保護(hù)室的圓筒管具有約100mm至140mm之間的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述去保護(hù)室的圓筒管具有約120mm的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述去保護(hù)室的圓筒管具有約18mm至約24mm之間的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述去保護(hù)室的圓筒管具有約21mm的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述去保護(hù)室的圓筒管具有約25mL的容積。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述固體負(fù)載的氫氧化銨試劑是強(qiáng)堿陰離子交換樹脂，例如，Amberlite IRA-400(OH^–形式)、Amberlite IRA 420(OH^–形式)、Amberlite IRA 410(OH^–形式)、Amberlite IRN-150、Amberlite IRA 900(OH^–形式)、Amberlite IRA 904(OH^–形式)、Amberlite IRA 910(OH^–形式)、Amberlite A5836、Amberlyst A26(OH^–形式)、Ambersep 900、Dowex-1(OH^–形式)、Dowex-3(OH^–形式)、Dowex 1-X4(OH^–形式)、Dowex 1-I 9880、Dowex 1-I0131、Dowex 550 A(OH^–形式)或Amberjet 4400。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述固體負(fù)載的氫氧化銨試劑是以含有季銨基團(tuán)的交聯(lián)苯乙烯二乙烯基苯共聚物為基礎(chǔ)的強(qiáng)堿1型陰離子大網(wǎng)格聚合物型樹脂，例如，AmberlystA26(OH^–形式)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述去保護(hù)模塊另外包括氣體源；其中所述氣體源可以放置成與所述去保護(hù)室流體連通。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥和脫氣模塊包括組合的干燥和脫氣室，所述干燥和脫氣室包括：在所述組合的干燥和脫氣室的頂部處的第一開口、在所述組合的干燥和脫氣室的底部處的第二開口、覆蓋所述第二開口的第一玻璃料和柱塞；并且所述干燥和脫氣模塊與所述去保護(hù)模塊流體連通。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述組合的干燥和脫氣室另外包括硅藻土，例如，

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述組合的干燥和脫氣室另外包括活化的分子篩。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述分子篩是4埃、8-12目。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述組合的干燥和脫氣室另外包括碳酸鉀。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述流體連通是所述去保護(hù)室的第二開口與所述組合的干燥和脫氣室的第二開口相連的結(jié)果。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述組合的干燥和脫氣室包括圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述組合的干燥和脫氣室的圓筒管是聚丙烯圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述組合的干燥和脫氣室的圓筒管具有約100mm至140mm之間的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述組合的干燥和脫氣室的圓筒管具有約120mm的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述組合的干燥和脫氣室的圓筒管具有約18mm至約24mm之間的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述組合的干燥和脫氣室的圓筒管具有約21mm的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述組合的干燥和脫氣室的圓筒管具有約25mL的容積。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其另外包括氬源。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述氬可以放置成與所述組合的干燥和脫氣室流體連通，以在所述組合的干燥和脫氣室的內(nèi)容物中鼓泡；并且所述柱塞阻止固體在鼓泡過程中升高。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述組合的干燥和脫氣室的第一開口向惰性氣體氣氛排氣，所述惰性氣體氣氛通過穿過油填充的起泡器排氣而維持在大氣壓附近。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述氬可以放置成穿過所述組合的干燥和脫氣室的的管的第二開口與所述組合的干燥和脫氣室流體連通，同時所述組合的干燥和脫氣室的的管的第一開口向惰性氣體氣氛排氣。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥和脫氣模塊包括干燥室和脫氣室；所述干燥室包括在所述干燥室頂部處的第一開口、在所述干燥室底部處的第二開口、覆蓋所述第二開口的第一玻璃料和柱塞；所述脫氣室包括在所述脫氣室頂部處的第一開口和在所述脫氣室底部處的第二開口；所述干燥室與所述脫氣室流體連通；并且所述脫氣室與所述去保護(hù)模塊流體連通。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥室另外包括硅藻土，諸如

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥室另外包括活化的分子篩。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述分子篩是4埃、8-12目。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥室另外包括碳酸鉀。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥室和所述脫氣室之間的流體連通是所述干燥室的第二開口與所述脫氣室的第二開口相連的結(jié)果。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥和脫氣模塊和所述脫氣室之間的流體連通是所述脫氣室的第二開口與所述去保護(hù)模塊相連的結(jié)果。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥室包括圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥室的圓筒管是聚丙烯圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥室的圓筒管具有約100mm至140mm之間的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥室的圓筒管具有約120mm的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥室的圓筒管具有約18mm至約24mm之間的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥室的圓筒管具有約21mm的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述干燥室的圓筒管具有約25mL的容積。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述脫氣室包括圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述脫氣室的圓筒管是聚丙烯圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述脫氣室的圓筒管具有約100mm至140mm之間的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述脫氣室的圓筒管具有約120mm的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述脫氣室的圓筒管具有約18mm至約24mm之間的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述脫氣室的圓筒管具有約21mm的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述脫氣室的圓筒管具有約25mL的容積。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其另外包括氬源。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述氬可以放置成與所述脫氣室流體連通以對所述脫氣室的內(nèi)容物鼓泡。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述脫氣室的第一開口向惰性氣體氣氛排氣，所述惰性氣體氣氛通過穿過油填充的起泡器排氣而維持在大氣壓附近。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述氬可以放置成穿過所述脫氣室的管的第二開口與所述脫氣室流體連通，而所述脫氣室的管的第一開口向惰性氣體氣氛排氣。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)模塊包括反應(yīng)室，所述反應(yīng)室包括在所述反應(yīng)室頂部處的第一開口、在所述反應(yīng)室底部處的第二開口、覆蓋所述第二開口的第一玻璃料和攪拌棒；其中所述反應(yīng)模塊與所述干燥和脫氣模塊流體連通。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)模塊包括在所述反應(yīng)室頂部處的第三開口，可以將液體穿過所述第三開口加入反應(yīng)室中，而不與所述反應(yīng)室的側(cè)壁或底部接觸。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室的第一開口向惰性氣氛排氣。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室的第一開口配有燒結(jié)玻璃管，以防止細(xì)微固體逃離反應(yīng)室。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室的第一開口向惰性氣氛排氣，所述惰性氣氛通過穿過油填充的起泡器排氣而維持在大氣壓附近。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室的第二開口和第三開口同時與所述干燥和脫氣室的第二開口流體連通。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室包括圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室的圓筒管是聚丙烯圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室的圓筒管具有約100mm至140mm之間的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室的圓筒管具有約120mm的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室的圓筒管具有約18mm至約24mm之間的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室的圓筒管具有約21mm的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室的圓筒管具有約25mL的容積。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室另外包括在攪拌棒和第一玻璃料之間的第二玻璃料；其中所述第二玻璃料小于所述第一玻璃料。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述第二玻璃料和所述第一玻璃料用絲保持在一起，以防止所述第二玻璃料旋轉(zhuǎn)成與所述第一玻璃料垂直。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述第一玻璃料是圓盤形；所述第一玻璃料具有約18mm至約24mm之間的直徑；且所述第一玻璃料具有約2mm至約6mm的高度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述第一玻璃料是圓盤形；所述第一玻璃料具有約21mm的直徑；和所述第一玻璃料具有約4mm的高度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述第二玻璃料是圓盤形；所述第二玻璃料具有約16mm至約10mm之間的直徑；且所述第二玻璃料具有約2mm至約6mm之間的高度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述第二玻璃料是圓盤形；所述第二玻璃料具有約13mm的直徑；且所述第二玻璃料具有約4mm的高度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述第一玻璃料的形狀是在第二圓盤上面的第一圓盤的形狀；其中所述第一圓盤的直徑小于所述第二圓盤的直徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述第一玻璃料的形狀會防止固體穿過所述反應(yīng)室的第二開口。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)模塊另外包括攪拌板，所述攪拌板轉(zhuǎn)動攪拌棒。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)模塊另外包括加熱塊，所述加熱塊可以加熱所述反應(yīng)室的內(nèi)容物。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室的至少一部分被加熱塊包裹。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室另外包括過渡金屬鹽。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述過渡金屬鹽吸附在固體上。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述過渡金屬鹽是乙酸鈀。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述用于吸附過渡金屬鹽的固體是碳酸銫。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室另外包括膦配體。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述膦配體吸附在固體上。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述膦配體是S-Phos(2-二環(huán)己基膦基-2',6'-二甲氧基聯(lián)苯)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述催化劑源自空氣穩(wěn)定的鈀前催化劑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述用于吸附膦配體的固體是碳酸銫。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室另外包括堿。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述反應(yīng)室中的堿是氫氧化鉀。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中在所述反應(yīng)室中的運(yùn)行的反應(yīng)是交叉偶聯(lián)反應(yīng)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中在所述反應(yīng)室中的運(yùn)行的反應(yīng)選自：Suzuki-Miyaura偶聯(lián)、氧化、Swern氧化、“Jones試劑”氧化、還原、Evans氏羥醛反應(yīng)、HWE烯化、Takai烯化、醇甲硅烷基化、脫甲硅烷基化、對甲氧基芐基化、碘化、Negishi交叉偶聯(lián)、Heck偶聯(lián)、Miyaura硼化、Stille偶聯(lián)和Sonogashira偶聯(lián)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中在所述反應(yīng)室中的運(yùn)行的反應(yīng)是Suzuki-Miyaura偶聯(lián)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中在所述反應(yīng)室中的運(yùn)行的化學(xué)反應(yīng)包括使MIDA硼酸酯與試劑接觸的步驟，其中所述MIDA硼酸酯包含：具有sp³雜化的硼、與硼連接的MIDA保護(hù)基、和通過硼-碳鍵與硼連接的有機(jī)基團(tuán)；所述有機(jī)基團(tuán)經(jīng)過化學(xué)改造，且所述硼沒有經(jīng)過化學(xué)改造。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述MIDA硼酸酯由表示；R¹⁰代表有機(jī)基團(tuán)；B代表具有sp³雜化的硼；R²⁰是甲基；且R²¹、R²²、R²³和R²⁴獨(dú)立地選自氫基團(tuán)和有機(jī)基團(tuán)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中R²¹、R²²、R²³和R²⁴是氫。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述純化模塊包括沉淀室和二氧化硅柱；所述沉淀室包括在所述沉淀室頂部處的第一開口、在所述沉淀室底部處的第二開口、覆蓋所述第二開口的第一玻璃料、攪拌棒和硅藻土且所述二氧化硅柱包括在所述柱頂部處的第一開口、在所述柱底部處的第二開口、覆蓋所述柱的頂部開口的第二玻璃料、覆蓋所述柱的底部開口的第三玻璃料、和二氧化硅；其中所述純化模塊與所述反應(yīng)模塊流體連通。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述沉淀室包括圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述沉淀室的圓筒管是聚丙烯圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述沉淀室的圓筒管具有約100mm至140mm之間的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述沉淀室的圓筒管具有約120mm的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述沉淀室的圓筒管具有約18mm至約24mm之間的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述沉淀室的圓筒管具有約21mm的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述沉淀室的圓筒管具有約25mL的容積。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述沉淀室另外包括清除金屬的樹脂。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述沉淀室另外包括活性炭。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述純化模塊另外包括攪拌板，所述攪拌板旋轉(zhuǎn)攪拌棒。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中在所述沉淀室中的硅藻土(例如，)防止攪拌棒在沉淀室中沒有溶劑的情況下旋轉(zhuǎn)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述沉淀室的第一玻璃料將硅藻土保持在沉淀室中。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述二氧化硅柱是圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述二氧化硅柱的圓筒管是聚丙烯圓筒管。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述二氧化硅柱的圓筒管具有約100mm至140mm之間的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述二氧化硅柱的圓筒管具有約120mm的長度。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述二氧化硅柱的圓筒管具有約18mm至約24mm之間的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述二氧化硅柱的圓筒管具有約21mm的內(nèi)徑。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述二氧化硅柱的圓筒管具有約25mL的容積。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述二氧化硅柱的第二玻璃料和所述二氧化硅柱的第三玻璃料將二氧化硅保持在所述二氧化硅柱中。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述二氧化硅被氨基官能化。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述純化模塊另外包括輔助泵。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其另外包括含有己烷的溶劑蓄池。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述純化模塊與己烷蓄池流體連通；并且所述輔助泵如下從蓄池提供己烷至沉淀室：使所述己烷穿過二氧化硅柱的第二開口進(jìn)入二氧化硅柱中，穿過二氧化硅柱的第一開口離開二氧化硅柱，并穿過沉淀室的第二開口進(jìn)入沉淀室中。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述輔助泵可以如下除去己烷：使己烷穿過沉淀室的第二開口，穿過二氧化硅柱的第一開口，并離開二氧化硅柱的第二開口。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其另外包括含有乙醚的溶劑蓄池。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述純化模塊與乙醚蓄池流體連通；并且所述輔助泵如下從蓄池提供乙醚至沉淀室：使所述乙醚穿過二氧化硅柱的第二開口進(jìn)入二氧化硅柱中，穿過二氧化硅柱的第一開口離開二氧化硅柱，并穿過沉淀室的第二開口進(jìn)入沉淀室中。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述輔助泵可以如下除去乙醚：使乙醚穿過沉淀室的第二開口，穿過二氧化硅柱的第一開口，并離開二氧化硅柱的第二開口。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其另外包括溶劑蓄池，所述溶劑蓄池含有乙醚，所述乙醚含有1.5％甲醇(按體積計算)。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述純化模塊與含有1.5％甲醇(按體積計算)的乙醚的蓄池流體連通；并且所述輔助泵如下從蓄池提供含有1.5％甲醇(按體積計算)的乙醚至沉淀室：使所述乙醚穿過二氧化硅柱的第二開口進(jìn)入二氧化硅柱中，穿過二氧化硅柱的第一開口離開二氧化硅柱，并穿過沉淀室的第二開口進(jìn)入沉淀室中。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述輔助泵可以如下除去含有1.5％甲醇(按體積計算)的乙醚：使含有1.5％甲醇(按體積計算)的乙醚穿過沉淀室的第二開口，穿過二氧化硅柱的第一開口，并離開二氧化硅柱的第二開口。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其另外包括廢物容器；其中二氧化硅柱的第二開口與所述廢物容器流體連通。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其另外包括含有THF的溶劑蓄池。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述純化模塊與THF蓄池流體連通；并且所述輔助泵如下從蓄池提供THF至沉淀室：使所述THF穿過二氧化硅柱的第二開口進(jìn)入二氧化硅柱中，穿過二氧化硅柱的第一開口離開二氧化硅柱，并穿過沉淀室的第二開口進(jìn)入沉淀室中。

在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其中所述沉淀室的第二開口可以放置成經(jīng)由三通閥與二氧化硅柱的第一開口流體連通；其中所述閥上的第一端口與沉淀室的第二開口相連，所述閥上的第二端口與二氧化硅柱的第一開口相連，且所述閥上的第三端口可以用于從沉淀室抽取溶液，而不使所述溶液穿過二氧化硅柱。

本發(fā)明的另一個方面涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其包括：一個或多個去保護(hù)模塊；一個或多個干燥和脫氣模塊；一個或多個反應(yīng)模塊；一個或多個純化模塊；至少一個可以在模塊之間移動液體的泵；和配有軟件的計算機(jī)；其中所有模塊都在所述計算機(jī)的控制下。

本發(fā)明的另一個方面涉及前述的自動化小分子合成儀中的任一種，其包括：多個去保護(hù)模塊；多個干燥和脫氣模塊；多個反應(yīng)模塊；多個純化模塊；至少一個可以在模塊之間移動液體的泵；和配有軟件的計算機(jī)；其中所有模塊都在所述計算機(jī)的控制下。

使用水性去保護(hù)模塊的替代實(shí)施方案。水性去保護(hù)模塊由實(shí)現(xiàn)下述目的所需的設(shè)備組成：溶液相水性堿介導(dǎo)的MIDA硼酸酯去保護(hù)，分離得到的兩相混合物，預(yù)干燥和干燥有機(jī)層(例如，硼酸的乙醚溶液)，和將干燥的有機(jī)層脫氧/濃縮以準(zhǔn)備用于交叉偶聯(lián)。

具體地，在新的去保護(hù)模塊中使用2個注射泵和1個氬電磁閥(solenoid)(圖9)。主注射泵(其用于整個過程中的大多數(shù)液體操作)操作有機(jī)溶劑和溶液。使用專用的水性注射泵來操作所有水性試劑(水、0.5M磷酸鉀緩沖液(pH＝6)和50％飽和氯化鈉)。這樣將水溶液隔離給專用注射泵分離，會使在所述機(jī)器的其它部分中的水污染最小化。使用氬電磁閥來遞送干燥的氬流，用于攪拌去保護(hù)并用于濃縮和脫氧最終的硼酸溶液。

例如，在多步驟過程開始時的去保護(hù)，從在12-g Luknova筒中的固體MIDA硼酸酯(1mmol,1當(dāng)量)和固體氫氧化鈉(3mmol,3當(dāng)量)開始。主泵遞送干燥的脫氧的THF(10mL,0.1M)，以溶解MIDA硼酸酯。水性泵然后遞送去離子水(3mL,0.33M)，從而建立兩相混合物，以溶解氫氧化鈉。然后從管的底部遞送干燥的氬流(以0.5-2秒短脈沖)，在其中鼓泡，并將所述兩相混合物攪拌10分鐘，在此時去保護(hù)結(jié)束。然后，水性泵遞送磷酸鹽緩沖液(3mL)來淬滅反應(yīng)，同時主泵遞送乙醚(5mL)來準(zhǔn)備分離。水性泵然后用幾次注射的大氣空氣攪拌淬滅的反應(yīng)物。水性泵然后抽吸兩相反應(yīng)混合物，暫停以允許完全分離，并將剩余的有機(jī)層返回去保護(hù)管。將水層注射進(jìn)廢物容器中，水性泵將50％飽和氯化鈉(3mL)遞送至去保護(hù)管，并用幾次注射的空氣攪拌混合物。再次，水性泵抽吸兩相混合物，暫停以允許完全分離，并將有機(jī)層返回去保護(hù)管。將水層注射進(jìn)廢物容器中。

已經(jīng)證實(shí)，該分離在水層體積的生產(chǎn)中是可再現(xiàn)的。在1mmol規(guī)模，第一個水層是6.0mL(±0.1mL)。在0.66mmol規(guī)模，第一個水層是6.2mL(±0.1mL)。在0.33mmol規(guī)模，第一個水層是6.4mL(±0.1mL)。已經(jīng)證實(shí)，水性鹽體積是3.8mL(±0.1mL)，不論反應(yīng)規(guī)模如何。

隨后的去保護(hù)，從將純化的MIDA硼酸酯在THF中的溶液(得自自動化的純化)注射進(jìn)含有氫氧化鈉的新的去保護(hù)管中開始。去保護(hù)的其它操作如上所述進(jìn)行。對于這些下游去保護(hù)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)置中的唯一差別是，使用的氫氧化鈉的量(相對于MIDA硼酸酯的化學(xué)計量學(xué)總是3當(dāng)量)。溶劑和試劑體積保持相同，且如上所述。分離體積已經(jīng)表現(xiàn)出規(guī)模依賴性，且如上所述。剩余的操作(預(yù)干燥、干燥和脫氧和濃縮)如下所述進(jìn)行。溶劑和試劑的相對體積和量獨(dú)立于反應(yīng)規(guī)模。

預(yù)干燥仍然濕的有機(jī)層(硼酸的乙醚溶液)，除去大部分殘余水。在一個實(shí)施方案中，預(yù)干燥管是含有(800mg)和無水硫酸鎂(2.1g)的混合物的12-g Luknova筒。將5-mL聚丙烯注射器柱塞放在固體混合物的上面。使兩種固體親密混合，以防止硫酸鎂包合物的團(tuán)聚。另外，所述注射器柱塞會防止固體隨著液體注射而向上移動。為了開始預(yù)干燥步驟，主泵將5mL干燥的脫氧的THF遞送至預(yù)干燥管。已經(jīng)證實(shí)，所述固體在該過程中吸附大約5mLTHF，所以用清潔的THF潤濕固體會防止體積損失。接著，主泵將有機(jī)層從去保護(hù)管轉(zhuǎn)移進(jìn)預(yù)干燥管中。通過主泵的重復(fù)抽吸/注射(速率＝15mL/min)，使溶液從固體混合物上面經(jīng)過。以此方式，共攪拌溶液20次。在此時，已經(jīng)從硼酸溶液中除去大部分水。

需要干燥硼酸乙醚溶液來除去剩余的殘留水。在一個實(shí)施方案中，干燥管是12-g Luknova筒，所述筒裝有一層(300mg)，后者上面是活化的分子篩(-325目，3.6g)。將5-mL聚丙烯注射器柱塞放在這些固體的上面。底層會防止細(xì)分子篩阻塞管玻璃料。所述注射器柱塞會防止如上所述的固體的移動。為了開始干燥步驟，主泵遞送5mL干燥的脫氧的THF至預(yù)干燥管。如上所述，這會防止體積損失。接著，主泵將預(yù)干燥的硼酸溶液從預(yù)干燥管轉(zhuǎn)移至干燥管。與上述的攪拌方法類似地，通過主泵的重復(fù)抽吸/注射(速率＝5mL/min)，使溶液從固體上面經(jīng)過。以此方式，共攪拌溶液12次。在干燥步驟過程中，所述抽吸速率會實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)某槲?，并由此徹底攪拌。具體地，約5mL/min的緩慢抽吸速率會有效地抽吸硼酸溶液穿過分子篩層。更快的速率會導(dǎo)致真空的積累，所述真空由溶劑蒸發(fā)(而不是溶液抽吸)消散；硼酸溶液沒有有效地在分子篩上面經(jīng)過，仍然是濕的。在此時，硼酸溶液已經(jīng)徹底干燥。

在交叉偶聯(lián)反應(yīng)的準(zhǔn)備中，需要將硼酸溶液脫氧。具體地，為了使偶聯(lián)卓有成效地進(jìn)行，需要將所述溶液脫氧。另外，溶液的濃縮可用于除去從去保護(hù)后處理以后仍然存在的任何乙醚，以及維持對于交叉偶聯(lián)反應(yīng)而言可操作的體積。已經(jīng)確定，對于偶聯(lián)反應(yīng)而言可工作的相對體積是9mL硼酸溶液(就所有偶聯(lián)而言)，不論反應(yīng)規(guī)模如何。作為一個例外，在一個過程中的最終反應(yīng)需要2mL硼酸溶液。在一個實(shí)施方案中，濃縮管是空的12-g Luknova筒。為了開始脫氧/濃縮步驟，主泵將干燥的硼酸溶液轉(zhuǎn)移至濃縮管。然后，用干燥的氬在所述溶液中鼓泡，以同時脫氧和濃縮。氬流從0.5秒短脈沖開始，并且這些脈沖在3分鐘時程內(nèi)逐漸變得更長，在此時，氬流保持連續(xù)。已經(jīng)證實(shí)，該濃縮過程會以0.1mL/min的近似速率減少體積。在濃縮之前，體積是18mL，因此，大約90分鐘的氬流使體積減少至9mL。得到的干燥的、脫氧的、濃硼酸溶液適用于加入無水交叉偶聯(lián)反應(yīng)中。

水性去保護(hù)模塊代表使MIDA硼酸酯去保護(hù)反應(yīng)自動化的穩(wěn)健的且可預(yù)測的方法。已知這些類型的水性條件在未自動化合成背景下對于許多敏感的硼酸起作用，這樣，預(yù)期該自動化的去保護(hù)對于寬范圍的敏感底物會可靠地起作用。但是，該水性去保護(hù)模塊在幾個方面不同于以前報道的MIDA硼酸酯去保護(hù)方法。與在公開的溶液相反應(yīng)中利用的操作相比，在所述自動化的過程中采用的變化包括：氬流攪拌和氬鼓泡脫氧/濃縮，三步法干燥策略，溶劑比體積的最小化和應(yīng)用，和用于液體操作的受控緩速抽吸。

在未自動化的MIDA硼酸酯去保護(hù)中，使用常規(guī)攪拌(磁力攪拌棒和攪拌板)實(shí)現(xiàn)兩相反應(yīng)物的攪拌。本發(fā)明的水性去保護(hù)模塊利用氬氣流來攪拌去保護(hù)反應(yīng)。隨著氬穿過去保護(hù)管的玻璃料，形成的氣泡會提供兩相系統(tǒng)的非常有效的攪拌。在不使用攪拌板的情況下，所述攪拌足以實(shí)現(xiàn)在室溫在10min(類似于未自動化的條件)內(nèi)的完全轉(zhuǎn)化。此外，所述水性去保護(hù)模塊使用氬流來鼓泡和濃縮硼酸溶液。在使用穩(wěn)定硼酸的未自動化合成中，所述酸通常作為固體分離出，并呈遞給在有脫氧的溶劑存在下的交叉偶聯(lián)。就不穩(wěn)定的硼酸而言，所述酸通常不分離，而是通過從脫氧的溶劑迭代濃縮來濃縮至某種小體積。氬鼓泡和氣流濃縮在自動化系統(tǒng)中的同時應(yīng)用，會將硼酸溶液脫氧并將其濃縮。這會提供準(zhǔn)備好偶聯(lián)的硼酸溶液，無需分離潛在不穩(wěn)定的硼酸。

就未自動化的合成而言，干燥硼酸溶液通常包括：在無水干燥試劑上面干燥，穿過過濾，隨后洗滌干燥試劑。過量的干燥試劑的應(yīng)用可以確保完全干燥，大量溶劑體積的應(yīng)用可以確保定量回收。在自動化的背景下，這種增加的溶劑體積會提出挑戰(zhàn)。也就是說，在自動化的過程中積累的所有過量的體積需要在下游中濃縮。為了使溶劑的積累(其與干燥過程密切相關(guān))最小化，自動化的系統(tǒng)利用協(xié)作的三步法干燥策略和溶劑比體積。所述三步法的第一步是，用50％飽和氯化鈉萃取去保護(hù)反應(yīng)的有機(jī)相。這會從所述有機(jī)相中除去一部分水，并且如上所述，用可再現(xiàn)的比體積實(shí)現(xiàn)該目的。所述三步法的第二步是，在無水硫酸鎂上面預(yù)干燥硼酸溶液，這會從所述溶液中除去更多部分的水。最后一步是在分子篩上干燥，這會除去剩余的殘留水。如上所述，每個步驟使用預(yù)定的比溶劑體積來維持最小化的、但是可再現(xiàn)的溶劑積累。該過程(與使用預(yù)定的、最小化的干燥劑的量相偶聯(lián))會使干燥和底物回收最大化，同時使溶劑積累最小化。

以前報道的未自動化的合成方法和本發(fā)明的自動化系統(tǒng)之間的另一個關(guān)鍵差異是，使用受控的緩速抽吸進(jìn)行液體操作。如上所述，在干燥步驟中降低的抽吸速率可以實(shí)現(xiàn)液體的有效操作。具體地，在干燥步驟中超過2mL/min的抽吸速率會造成真空在主注射泵中的積累。然后通過蒸發(fā)溶劑來解除真空。結(jié)果，硼酸溶液沒有被完全抽吸，并且不會在分子篩上面有效地干燥。使用降低的抽吸速率，會使真空的積累最小化，并實(shí)現(xiàn)硼酸溶液的完全抽吸。該緩速抽吸方案還已經(jīng)應(yīng)用于粗交叉偶聯(lián)反應(yīng)混合物的抽吸。

當(dāng)然，上面公開的比體積和量可以放大或縮小，以分別適應(yīng)總規(guī)模更大或更小的自動化機(jī)器，前提條件是，縮放的體積和縮放的量保持彼此成比例。

一個示例性的自動化的偶聯(lián)循環(huán)。一個完整的自動化偶聯(lián)循環(huán)的一個實(shí)施例如下進(jìn)行。

步驟1.在去保護(hù)模塊中，基于捕獲和選擇性釋放的MIDA硼酸酯水解會產(chǎn)生新鮮制備的硼酸，作為在THF中的溶液。

在該實(shí)施例中，固體負(fù)載的氫氧化銨試劑對MIDA-保護(hù)的有機(jī)硼酸的去保護(hù)，在沒有加入大量水的情況下進(jìn)行，由此避免在以后的無水反應(yīng)(諸如交叉偶聯(lián))之前除去大量水的需要。在自動化合成的背景下，嘗試了多種水性去保護(hù)條件，但是發(fā)現(xiàn)了下述問題：

·萃取硼酸產(chǎn)物所需的溶劑的量取決于硼酸的特性。極性的硼酸需要遠(yuǎn)遠(yuǎn)更多的溶劑。有些硼酸因?yàn)闃O性過高而難以有效萃取。

·在萃取步驟中使用的溶劑的量需要額外的蒸發(fā)步驟來得到合適的濃度。

·除去有機(jī)相中的大量水，需要非常大量的的干燥試劑，這變得不實(shí)用。

·從工程學(xué)觀點(diǎn)看，從機(jī)器中完全除去在去保護(hù)步驟中引入的水是非常困難的。殘余的水留在管道和注射器中。

用固體KOH和無水THF無法進(jìn)行去保護(hù)反應(yīng)。用固體KOH和1％水在THF中的溶液進(jìn)行去保護(hù)反應(yīng)不是一種通用解決方案，因?yàn)槿ケＷo(hù)反應(yīng)的2種產(chǎn)物N-甲基亞氨基二乙酸二鉀鹽和硼酸鹽(硼酸與KOH反應(yīng)，以產(chǎn)生陰離子的硼酸鹽物質(zhì))都不溶于THF中，并且會聚集造成水和THF分離和KOH被隔離，從而使反應(yīng)停止。AmberlystA26(OH)樹脂的應(yīng)用解決了所有這些問題。所述樹脂不是無水的，因?yàn)樗窃谒兄苽洌⒊睗竦剡\(yùn)輸；可以基于用于洗滌所述樹脂的有機(jī)溶劑的體積來控制存在的水的量。因此，可能生產(chǎn)這樣的自由流動的樹脂：所述樹脂含有僅足以使去保護(hù)反應(yīng)進(jìn)行的水，且不含有多到使形成的反應(yīng)溶液不能用少量分子篩容易地干燥的水。此外，殘余水不會污染設(shè)備，因?yàn)閺奈磳⒋罅克尤敕磻?yīng)物中。因?yàn)樵谌ケＷo(hù)反應(yīng)中生成的N-甲基亞氨基二乙酸二鉀鹽被捕集在樹脂的孔內(nèi)，并且不會與未反應(yīng)的KOH或水一起聚集，解決了聚集問題。在去保護(hù)反應(yīng)中生成的硼酸鹽也經(jīng)常被捕集在樹脂的孔內(nèi)。被捕集在樹脂中的硼酸鹽不會聚集，且不會使反應(yīng)停止。此外，該方案僅僅是MIDA硼酸酯的去保護(hù)條件，其不需要攪拌。使用AmberlystA26(OH)的反應(yīng)會在60分鐘內(nèi)完全轉(zhuǎn)化，周期性地用空氣鼓泡以混合所述混合物，從而用簡單的設(shè)備平行地進(jìn)行大量去保護(hù)反應(yīng)。然后用稀醋酸處理混合物(樹脂和THF)，以將硼酸鹽轉(zhuǎn)化成硼酸。在該過程中產(chǎn)生的極細(xì)的、非常極性的N-甲基亞氨基二乙酸保持捕集在Amberlyst樹脂中，這會極大地便利混合物的過濾(在不使用Amberlyst樹脂隔離N-甲基亞氨基二乙酸的情況下，發(fā)現(xiàn)隨后的過濾步驟是不可靠的)。

步驟2.然后將該硼酸溶液轉(zhuǎn)移至交叉偶聯(lián)模塊，在這里，將它緩慢地加入攪拌的反應(yīng)混合物中，所述反應(yīng)混合物含有下一個攜帶鹵素的結(jié)構(gòu)單元、鈀催化劑和固體無機(jī)堿。如下使每個鹵化物結(jié)構(gòu)單元的轉(zhuǎn)化最大化：(a)使用相對于鹵化物(1當(dāng)量)過量的硼酸(～3當(dāng)量)；(b)采用硼酸的緩慢加入或緩釋，以輔助在交叉偶聯(lián)反應(yīng)過程中避免它的原位分解；和(c)使用Buchwald的非常有效的且空氣穩(wěn)定的SPhosPd催化劑，以使交叉偶聯(lián)條件的通用性、效率和溫和性質(zhì)最大化(D.M.Knapp,E.P.Gillis J.Am.Chem.Soc.2009,131,6961-6963；和R.Martin S.L.Buchwald Acc.Chem.Res.2008,41,pp 1461–1473)。

步驟3.將得到的粗反應(yīng)混合物的可溶性組分轉(zhuǎn)移至純化模塊，在這里，如上所述通過串聯(lián)的沉淀和捕獲和釋放方法純化MIDA硼酸酯產(chǎn)物。

在所述自動化系統(tǒng)中，在真空下從SiO₂柱的頂部和從底部抽取THF:己烷溶液、含有1.5％MeOH(v/v)的Et₂O溶液和Et₂O溶液。該方案不同于標(biāo)準(zhǔn)的色譜法，在后者中，在壓力下將溶液推入柱的頂部。另外，MIDA硼酸酯的獨(dú)特洗脫性質(zhì)在這種改進(jìn)下得到保留，并且這種改進(jìn)會極大地簡化純化步驟的工程設(shè)計。在所述自動化的系統(tǒng)中，將THF注射進(jìn)柱底部，并在正壓下穿過頂部流出。以此方式，MIDA硼酸酯(其被固定化在柱頂部附近)具有最小的在THF中的負(fù)載距離(具有最小的柱體積)，因而可以使用于洗脫MIDA硼酸酯的THF的量最小化。據(jù)信，在相同柱上在分開的時間時以相反方向流動溶劑，不是標(biāo)準(zhǔn)的色譜法實(shí)踐。

迭代該去保護(hù)、交叉偶聯(lián)和純化的三步循環(huán)，直到達(dá)到最終的結(jié)構(gòu)單元偶聯(lián)步驟。為了使效率最大化，通過在水性堿性條件下原位水解最后的MIDA硼酸酯，進(jìn)行在每個過程中的最終的偶聯(lián)反應(yīng)。在該背景下，“緩釋”交叉偶聯(lián)可以幫助使該最終偶聯(lián)反應(yīng)的收率最大化。與在肽、寡核苷酸和寡糖偶聯(lián)中使用的方案類似地，如果各個結(jié)構(gòu)單元含有其它類型的保護(hù)基，在終產(chǎn)物的自動化色譜純化之前使用手工執(zhí)行的去保護(hù)反應(yīng)共同地除去它們(圖1B)。

小分子天然產(chǎn)物的制備

利用該新穎的臺式小分子合成裝置，通過以完全自動化的方式制備一系列小分子天然產(chǎn)物來試驗(yàn)它的能力，所述天然產(chǎn)物源自不同的生物合成類別，包括多萜烯、脂肪酸和氧化偶聯(lián)物(圖2)。在下面的范例部分中，提供了選擇的反應(yīng)的細(xì)節(jié)。在理想化的ICC方案中，僅使用立體特異性的交叉偶聯(lián)反應(yīng)構(gòu)建這樣的小分子，以迭代地裝配結(jié)構(gòu)單元集合，所述結(jié)構(gòu)單元都具有以正確氧化狀態(tài)預(yù)安裝的所需官能團(tuán)且具有所需的立體化學(xué)關(guān)聯(lián)(這些合成所需的幾種結(jié)構(gòu)單元是商購可得的)。

作為所有脊椎動物的視覺的生色團(tuán)、集光細(xì)菌紫膜質(zhì)復(fù)合物和哺乳動物生理學(xué)中的一種關(guān)鍵維生素的衍生物，多萜(polyterpine)-衍生的天然產(chǎn)物視黃醛是化學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)和醫(yī)學(xué)中的廣泛研究的焦點(diǎn)。因而，該天然產(chǎn)物和它的許多衍生物的完全自動化合成途徑必將對所有這些研究領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛的影響。使用2個偶聯(lián)循環(huán)來結(jié)合結(jié)構(gòu)單元BB₄、商購可得的BB₅和BB₆，自動化地合成了該天然產(chǎn)物(圖2A)。

熒光脂質(zhì)β-姜餅樹酸源自脂肪酸生物合成，且已經(jīng)被證實(shí)在脂質(zhì)雙層膜的寬范圍的結(jié)構(gòu)和功能研究中非常有用。為了證實(shí)存在于小分子中的模塊性甚至在生物合成類別之間交叉，在β-姜餅樹酸的自動化制備中使用相同的商購可得的結(jié)構(gòu)單元BB₅2次。具體地，3個迭代偶聯(lián)循環(huán)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)單元BB₇、BB₅、BB₅和BB₈的自動化裝配，以有效地制備該小分子靶標(biāo)(圖2B)。

在另一個實(shí)施例中，新木脂體N-甲基酪氨酸(A.Arnone,V.Di Modugno,G.Nasini,O.V.de Pava Gazz.Chim.Ital.1990,120,397-401)是源自共有結(jié)構(gòu)單元(在該情況下，源自苯丙氨酸的苯丙素結(jié)構(gòu)單元)的氧化偶聯(lián)的模塊天然產(chǎn)物(S.R.Angle,K.D.Turnbull,J.Org.Chem.1993,58,5360-5369)。象其它衍生物一樣，基于該結(jié)構(gòu)單元的生物合成策略產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的模塊性。例如，存在于MIDA硼酸酯BB₉中的丙烯基片段出現(xiàn)在寬范圍的天然產(chǎn)物中，且該結(jié)構(gòu)單元現(xiàn)在是商購可得的。如下自動地合成N-甲基酪氨酸：相繼偶聯(lián)BB₉、BB₁₀、BB₁₁和BB₁₂，隨后進(jìn)行甲氧基甲基(MOM)醚的最后總體去保護(hù)。這類總體去保護(hù)與用于將自動合成的肽、寡核苷酸和寡糖去保護(hù)的方法類似。參見圖2C。

如圖2D所示，將從商購可得的MIDA硼酸酯BB₁開始，自動地裝配令人感興趣的PK/NRPS-衍生的天然產(chǎn)物crocacin C。預(yù)期2個使用BB₂和BB₃的自動化偶聯(lián)循環(huán)會產(chǎn)生所述天然產(chǎn)物。

還提出，自動化的ICC的簡單且靈活的性質(zhì)，可能實(shí)現(xiàn)特定小分子的衍生物的快速制備，這具有驅(qū)動它的功能的基礎(chǔ)研究的潛力。具體地，如上所述，由于它在寬范圍的科學(xué)學(xué)科中的特殊重要性，視黃醛已經(jīng)被化學(xué)家、生物學(xué)家、生物物理學(xué)家和分子工程師廣泛地研究。雙鍵立體化學(xué)與該天然產(chǎn)物的功能密切相關(guān)，研究這些關(guān)聯(lián)需要有效地制備化學(xué)純的形式的這些立體異構(gòu)體。此外，用¹³C原子位點(diǎn)選擇性地標(biāo)記的視黃醛衍生物對于由NMR光譜法介導(dǎo)的生物物理學(xué)研究而言是非常有價值的。公認(rèn)的是，通過將替代性的MIDA硼酸酯結(jié)構(gòu)單元(其具有期望的立體化學(xué)和預(yù)安裝的位點(diǎn)特異性的¹³C標(biāo)記)整合進(jìn)上述的自動化合成過程中，ICC方案可能簡單地解決這2個合成挑戰(zhàn)(圖3A)。具體地，預(yù)期結(jié)構(gòu)單元BB₄、(E)-BB₅、(Z)-BB₅、(E)-¹³C₂-BB₅、(Z)-¹³C₂-BB₅、BB₆和¹³C₂-BB₆的不同組合的完全自動化的迭代偶聯(lián)會產(chǎn)生6種不同的視黃醛衍生物，它們代表2種可能的立體異構(gòu)體，各自以3種獨(dú)特的模式被¹³C標(biāo)記(圖3B)。

自動化的ICC也具有大幅加快生物活性小分子天然產(chǎn)物的許多衍生物的制備的理論能力，其目的是提高它們的藥用潛力。作為一個具體實(shí)施例，N-甲基酪氨酸僅代表非常大的新木脂體天然產(chǎn)物家族中的一個成員。這些天然產(chǎn)物中的許多表現(xiàn)出令人感興趣的抗真菌性質(zhì)、抗利什曼原蟲性質(zhì)、抗血管生成性質(zhì)、抗風(fēng)濕性性質(zhì)、抗腫瘤性質(zhì)和/或降血脂性質(zhì)，并且?guī)追N已經(jīng)被用作用于開發(fā)新藥物的先導(dǎo)化合物(S.Apers,A.Vlietinck,L.Pieters,Phytochem.Rev.2003,2,201-217)。為了研究自動化的ICC用于制備該天然產(chǎn)物家族的結(jié)構(gòu)類似物的潛力，已經(jīng)預(yù)先裝配了4組結(jié)構(gòu)單元，它們代表在許多這樣的化合物中共同出現(xiàn)的不同子結(jié)構(gòu)。預(yù)見到，完全自動化的ICC可以用于以所有可能的組合連接這些結(jié)構(gòu)單元，以產(chǎn)生受保護(hù)形式的4種新木脂體天然產(chǎn)物和20種新穎的新木脂體類似物(圖4B)。在除去羥基保護(hù)基和自動化的HPLC純化以后，預(yù)期以適用于生物學(xué)測定的量生成所有這些天然產(chǎn)物和天然產(chǎn)物衍生物。

用于小分子合成的完全自動化的ICC平臺的開發(fā)，代表向增加在實(shí)驗(yàn)室中制備小分子的效率和靈活性邁出的重要一步。盡管某些類型的小分子(例如，具有許多Csp²-Csp²鍵的那些)目前比其它小分子更適合該方案，Suzuki-Miyaura反應(yīng)的快速擴(kuò)大的范圍(其逐漸包括Csp³偶聯(lián)配偶體)(M.R.Netherton,G.C.Fu,Adv.Synth.Catal.2004,346,1525-1532)提示，該方案的潛在通用性是巨大的。該合成裝置會繼續(xù)將小分子合成能力擴(kuò)展至非化學(xué)領(lǐng)域，并最終將幫助小分子科學(xué)中的限速步驟從實(shí)現(xiàn)合成轉(zhuǎn)移至理解功能。鑒于小分子的功能能力可能擴(kuò)展至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前所理解或利用的范圍，本文所述的開發(fā)必將在科學(xué)和醫(yī)學(xué)中產(chǎn)生廣泛的影響。

定義

冠詞“一個”和“一種”在本文中用于表示一個/種或超過一個/種(即，至少一個/種)該冠詞的語法對象。作為實(shí)例，“一個元件”是指一個元件或超過一個元件。

在本文中(在說明書中和在權(quán)利要求書中)使用的短語“和/或”應(yīng)當(dāng)理解為是指，如此連接的要素中的“任一個或兩者”，即，所述要素在有些情況下共同存在，且在其它情況下分開存在。用“和/或”列出的多個要素應(yīng)當(dāng)以相同的方式解釋，即，如此連接的要素中的“一個或多個”。除了用“和/或”從句特別指出的要素以外的其它要素可以任選地存在，無論與特別指出的那些要素是否相關(guān)。因而，作為一個非限制性實(shí)例，當(dāng)與開放式語言(諸如“包含”)結(jié)合使用時，對“A和/或B”的提及可以：在一個實(shí)施方案中，是指僅A(任選地包括除了B以外的要素)；在另一個實(shí)施方案中，是指僅B(任選地包括除了A以外的要素)；在另一個實(shí)施方案中，是指A和B二者(任選地包括其它要素)；等

在本文中(在說明書中和在權(quán)利要求書中)使用的“或”應(yīng)當(dāng)理解為具有與上面定義的“和/或”相同的含義。例如，當(dāng)分隔在列表中的項(xiàng)目時，“或”或“和/或”應(yīng)當(dāng)解釋為包含式，即，包含多個要素或要素列表中的至少一個(但是也包含超過一個)，并且任選地包含其它未列出的項(xiàng)目。僅僅明確地相反地指出的措詞，諸如“……的僅僅一個”或“……的嚴(yán)格一個”，或者當(dāng)在權(quán)利要求書中使用時，“由……組成”將表示包含多個要素或要素列表中的嚴(yán)格一個要素。一般而言，當(dāng)前面綴有諸如“任一個”、“之一”、“僅僅之一”或“嚴(yán)格之一”等排它性術(shù)語時，本文使用的術(shù)語“或”應(yīng)當(dāng)僅僅解釋為表示互斥的二選一(即“一個或另一個，但不是二者”)。當(dāng)在權(quán)利要求書中使用時，“基本上由……組成”應(yīng)當(dāng)具有如在專利法律領(lǐng)域中使用的普通含義。

如在本文中(在說明書中和在權(quán)利要求書中)使用的，在提及一個或多個要素的列表時，短語“至少一個”應(yīng)理解為是指，選自該要素列表中的任何一個或多個要素的至少一個要素，但不一定包含至少一個的在該要素列表中具體列出的每個和各個要素，并且不排除要素列表中的要素的任何組合。此定義還允許可以任選地存在除了短語“至少一個”所提到的要素列表中具體指出的要素以外的要素，無論所述要素與具體指出的要素是否相關(guān)。因而，作為一個非限制性實(shí)例，“A和B中的至少一個”(或者等同地“A或B中的至少一個”，或者等同地“A和/或B中的至少一個”)可以：在一個實(shí)施方案中，表示至少一個A，任選地包含超過一個A，而B不存在(并且任選地包含除B以外的要素)；在另一個實(shí)施方案中，表示至少一個B，任選地包含超過一個B，而A不存在(并且任選地包含除A以外的要素)；在另一個實(shí)施方案中，表示至少一個A，任選地包含超過一個A，以及至少一個B，任選地包含超過一個B(并且任選地包含其它要素)：諸如此類。

還應(yīng)當(dāng)理解，除非清楚地相反指出，在本文中要求保護(hù)的包含超過一個步驟或動作的任何方法中，該方法的步驟或動作的順序不一定限于所列出的該方法的步驟或動作的順序。

在權(quán)利要求書中，以及在上面的說明書中，所有過渡短語諸如“包含”、“包括”、“攜帶”、“具有”、“含有”、“包含(involving)”、“容納”、“制成(composed of)”等應(yīng)當(dāng)理解為開放式，即，是指包括、但不限于。僅僅過渡短語“由……組成”和“基本上由……組成”分別是封閉式或半封閉式過渡短語，如在美國專利局專利審查操作手冊(United States Patent Office Manual ofPatent Examining Procedures)第2111.03部分中所述。

范例

現(xiàn)在一般地描述本發(fā)明，參考下述內(nèi)容將更容易地理解本發(fā)明，下述內(nèi)容僅僅為了例證本發(fā)明的某些方面和實(shí)施方案的目的而包括進(jìn)來，無意限制本發(fā)明。

實(shí)施例1--通用裝置設(shè)計原理

自動化小分子合成儀的一個實(shí)施例顯示在圖1D(照片)和圖5(示意圖)中。該定制設(shè)計的裝置可以同時執(zhí)行8種小分子的完全自動化合成。每個合成由1-3個迭代偶聯(lián)過程組成，其中每個偶聯(lián)過程可以包括去保護(hù)步驟、交叉偶聯(lián)步驟和純化步驟。所述裝置的構(gòu)造以8個主注射泵為中心。每個主注射泵專用于僅一種合成。這8個主注射泵獨(dú)立地運(yùn)行，以平行地執(zhí)行迭代偶聯(lián)過程。每種合成的資源被隔離開，使得每個主注射泵不會接近其它主注射泵的資源，但是具有下述例外：所有溶劑和所有產(chǎn)物輸出端口由所有主注射泵共有。另外，使用一個輔助注射泵作為純化步驟的共享資源。使用另一個輔助注射泵作為操作所有水溶液的共享資源。運(yùn)行該機(jī)器的定制設(shè)計的軟件管理如何分配所述共享資源。

標(biāo)準(zhǔn)閥。閥模塊購自J-KEM Scientific(部件編號Syr-CS4)，并通過RS485連接至控制計算機(jī)的USB連接。每個閥模塊配有4個八端口流選擇閥(J-KEM，部件編號SPDV-CS8)。每個閥將輸入流(其穿過所述閥的中心進(jìn)入)連接至8個可能的輸出流(端口A至H)之一。標(biāo)準(zhǔn)閥的位置顯示在圖5中。

注射泵閥。每個注射泵配有一個八端口流選擇閥(J-KEM，部件編號SPDV8)，其中輸入流從在端口“E”前面緊鄰連接的注射器進(jìn)入。端口“E”被注射器部分地封閉，且需要flush-net配合(IDEX Health and Science，部件編號F-358)來連接輸出流。注射泵閥的位置顯示在圖5中。

注射泵。注射泵購自J-KEM Scientific(部件編號SYR1400-8用于P1-P8，部件編號SYR-1400PC用于P9和P10)，并通過RS485連接至控制計算機(jī)的USB連接。每個注射泵配有1個八端口流選擇閥(J-KEM，部件編號SPDV8)和1個10mL玻璃注射器，所述玻璃注射器配有特氟隆柱塞(J-KEM，部件編號SPGS-10000)。所述注射泵以0.0mL/min至70.0mL/min的速率(每階0.0029mL)抽取和注射。注射泵的位置顯示在圖5中。

反應(yīng)管。為了使交叉污染最小化，并允許快速地設(shè)置合成，所有化學(xué)操作都在購自Luknova(產(chǎn)品號FC003012)的一次用棄的聚丙烯管中進(jìn)行。所述管的尺寸是21mm x 120mm(內(nèi)徑x長度)。所述管的底部配有21mm直徑x 5mm高度的玻璃料。所述管的底部可通過凸形路厄尖頭接近，而所述管的頂部被含有凹形路厄端口的不透氣螺紋帽密封。所述管容納最多25mL的溶劑體積。反應(yīng)管的實(shí)例顯示在圖6和8中。

管道和配件。所有管道和配件購自IDEX Health and Science。在所述機(jī)器中使用的管道是0.030英寸(內(nèi)徑)x 1/16英寸(外徑)特氟隆FEP管道(部件編號1520xL)。所有管道連接件由1/16英寸ETFE無凸緣的金屬環(huán)(部件編號P-200x)和1/4-28縮醛配件(部件編號P-202x)制成。凸形路厄配件(部件編號P-625)和凹形路厄配件(部件編號P-658)分別是ETFE和PEEK。管和配件的實(shí)例顯示在圖6中。

實(shí)施例2--裝置的計算機(jī)控制

一般程序化設(shè)計原理。所有裝置設(shè)備都受定制程序控制，所述定制程序使用Microsoft Visual Basic 2008Express Edition以VB.NET書寫。所述裝置受運(yùn)行Windows Vista的單臺計算機(jī)控制。將裝置設(shè)計成在8個主注射泵中的每一個上獨(dú)立地運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。每個主泵可以隨意開啟和停止，而不會影響其它泵。此外，為了使實(shí)驗(yàn)成功地執(zhí)行，同時執(zhí)行實(shí)驗(yàn)的腳本不需要相同，也不需要使它們同步化。將程序設(shè)計成管理共享資源(諸如共同的閥設(shè)備和輔助注射泵以及在COM端口上的帶寬)的分布。

設(shè)置和修改用于執(zhí)行實(shí)驗(yàn)的腳本被設(shè)計成簡單的和靈巧的。為此目的，開發(fā)了簡單的定制腳本語言。所述腳本語言含有用于將指令發(fā)送給虛擬機(jī)的小命令集合，管理這些操作的定時，和鎖定/解鎖向共享資源的接近。所述程序用作該定制腳本語言的解釋程序，并將虛擬機(jī)指令映射至所需裝置硬件。以此方式，相同的腳本可以不經(jīng)修改地用在任意主注射泵上。

與裝置設(shè)備通信。使用計算機(jī)的串行端口，將命令發(fā)送至裝置設(shè)備。裝置設(shè)備的RS485串行端口與串行-至-USB轉(zhuǎn)換器相連，后者與計算機(jī)相連。每個COM端口可以尋址最多16塊設(shè)備，其中一塊設(shè)備定義為閥或注射泵。注射泵可以額外地控制或不控制電磁閥。根據(jù)配置，與裝置的通信分配在4個COM端口之間。可以以不超過每隔20毫秒的速率將命令發(fā)送至設(shè)備。為了強(qiáng)化該顯示，所述程序保持一隊(duì)要發(fā)送給設(shè)備的命令。由設(shè)備識別的命令是：將閥移動至特定端口，報告閥的當(dāng)前位置，以特定速率將注射器柱塞移動至特定位置，將電磁閥開啟/關(guān)閉，和報告設(shè)備是否已經(jīng)結(jié)束執(zhí)行前一命令。

程序體系結(jié)構(gòu)。每個閥和每個注射泵在程序上被表示為“設(shè)備對象”。這些設(shè)備對象中的每一個給賦予一個標(biāo)識符，所述標(biāo)識符可以用于將腳本語言的命令映射至由設(shè)備對象代表的實(shí)際硬件。給每個主泵分配一個“泵對象”，所述泵對象是所有設(shè)備對象的容器，其代表主泵可利用的資源。單個泵對象不含有每個設(shè)備對象，但是每個設(shè)備對象被包含在至少一個泵對象中。當(dāng)在主泵上執(zhí)行實(shí)驗(yàn)時，腳本化的命令列表作為文本文件傳送給對應(yīng)的泵對象。所述泵對象負(fù)責(zé)校對、解釋和執(zhí)行腳本化的命令和在適當(dāng)時更新圖形用戶界面(GUI)。

腳本執(zhí)行。當(dāng)泵對象收到命令行的文本文件時，所述泵對象將每個命令行解釋成“命令對象”。所述命令對象含有執(zhí)行所述命令必需的所有信息。建立命令對象以后，將它輸入由所述泵對象管理的隊(duì)列中。在該過程中，校對腳本以鑒別會阻止所述代碼被適當(dāng)執(zhí)行的任何語法錯誤。然后如下執(zhí)行所述腳本：從所述隊(duì)列中檢索項(xiàng)目，通過COM端口將適當(dāng)?shù)拿畎l(fā)送給設(shè)備，定期檢查機(jī)器設(shè)備的狀態(tài)，直到命令結(jié)束，然后對于隊(duì)列中的下一個命令重復(fù)該過程。

腳本語言。所述腳本語言含有下述命令，并指示了它們的用法：

實(shí)施例3--化學(xué)合成

一般規(guī)程。所有化學(xué)操作都在購自Luknova(產(chǎn)品號FC003012)的聚丙烯管中進(jìn)行。所述管的尺寸是21mm x 120mm(內(nèi)徑x長度)。所述管的底部配有21mm直徑x 5mm高度的玻璃料。所述管的底部可通過凸形路厄尖頭接近，而所述管的頂部被含有凹形路厄端口的不透氣螺紋帽密封。所述管容納最多25mL的溶劑體積。

去保護(hù)管。為了實(shí)現(xiàn)自動化，使用Amberlyst A26(OH)樹脂，開發(fā)了一種新穎的MIDA硼酸酯去保護(hù)方法。Amberlyst A26(OH)購自Sigma-Aldrich，并在N₂氣氛下在4℃保存。在劇烈攪拌下，用MeCN(50mL)洗滌Amberlyst A26(OH)(20mL的混懸液體積)2次，每次洗滌60秒。在快速空氣流下蒸發(fā)殘余的溶劑5分鐘，直到樹脂的顏色為淡米色且可自由流動。向每個聚丙烯管中加入Amberlyst樹脂(對于每1.0mmol的要去保護(hù)的MIDA硼酸酯，2.0g樹脂)，并且任選地加入MIDA硼酸酯原料。給所述管蓋上蓋子，然后放在機(jī)器上，其中底部路厄尖頭與去保護(hù)臺連接，頂部路厄端口被鋁箔覆蓋。

干燥和脫氣管。給聚丙烯管裝載活化的分子篩(8-12目)和K₂CO₃。這些試劑的量與在干燥/脫氣之前在去保護(hù)步驟中使用的Amberlyst A26樹脂的量成比例，如下所述。在所述固體床上放置塑料柱塞，所述塑料柱塞取自5mL聚丙烯注射器(Fisher#14-817-28,Norm-Ject)的柱塞。所述柱塞防止固體在脫氣步驟過程中升高。給所述管蓋上蓋子，然后放在機(jī)器上，其中底部路厄尖頭與脫氣臺連接，頂部路厄端口與氣體歧管連接。

反應(yīng)管。為了輔助少量Pd(OAc)₂和S-Phos的轉(zhuǎn)移，如下將這些試劑吸附在Cs₂CO₃上。向40mL玻璃瓶中加入Pd(OAc)₂(22mg)和Cs₂CO₃(2.723g)。向該瓶中加入THF(10mL)，并在真空中濃縮混懸液，得到淡琥珀色粉末，為Pd-混合物。向40mL玻璃瓶中加入S-Phos(76mg)和Cs2CO₃(2.667g)。向該瓶中加入THF(10mL)，并在真空中濃縮混懸液，得到白色粉末，為SPhos-混合物。

向聚丙烯管中加入攪拌棒(Big Science Inc.,SBM-1508-REH)、鹵化物(0.333mmol)、Pd-混合物(488mg,5％Pd)和SPhos-混合物(488mg,10％S-Phos)。對于水性偶聯(lián)，向管中加入KOH片(75mg,1.7mmol)。給管蓋上修改的帽(參見細(xì)節(jié))，并放在加熱塊中。管底部與反應(yīng)臺連接，管頂部向氣體歧管排氣，第二個頂部輸入與反應(yīng)臺連接，用于加入硼酸?；谝郧肮_的“緩釋”交叉偶聯(lián)報告，經(jīng)由注射泵緩慢地加入硼酸，以使原位分解最小化，并由此使收率最大化。

自動化。根據(jù)下述完全自動化的腳本，進(jìn)行在自動化過程中的每個交叉偶聯(lián)：

去保護(hù)1)將THF(5mL)加入去保護(hù)管中

2)通過氣體鼓泡，將所述混合物攪拌60分鐘

3)加入AcOH在THF中的溶液(4.0M,5.0mmol/1.0g Amberlyst樹脂)

4)通過氣體鼓泡，將所述混合物攪拌15分鐘

5)將所述溶液轉(zhuǎn)移至干燥管，用THF(5x 1.0mL)洗滌樹脂

6)用氬氣將所述混合物鼓泡15分鐘

7)在用氬氣將反應(yīng)管鼓泡15分鐘的同時，每2分鐘通過氣體鼓泡來攪拌THF混合物

交叉偶聯(lián)8)將THF(3mL)加入反應(yīng)管中，并將所述混合物攪拌10min。

9)歷時120min，將硼酸溶液從干燥管轉(zhuǎn)移至反應(yīng)管，用THF(3x1.0mL)洗滌固體

10)將所述反應(yīng)混合物在150rpm攪拌22小時。

純化11)將己烷類(12mL)加入ppt.室，然后將一部分反應(yīng)溶液(3mL)加入ppt.室。

12)穿過SiO₂塞抽取ppt.室中的溶液，并送至廢物容器

13)重復(fù)步驟11和12，直到所有反應(yīng)溶液都已經(jīng)被轉(zhuǎn)移

14)將Et₂O w/MeOH(1.5％v/v)(7.5mL)加入ppt.室，穿過SiO₂塞抽取溶液，并送至廢物容器。另外重復(fù)4次。

15)將Et₂O(7.5mL)加入ppt.室，穿過SiO₂塞抽取溶液，并送至廢物容器。另外重復(fù)2次。

16)使氬氣穿過SiO₂塞流動3分鐘，以蒸發(fā)殘余的溶劑。

17)將THF(6.8mL)加入ppt.室

18)穿過SiO₂塞抽取THF溶液，然后將所述溶液注射回ppt.室中。另外重復(fù)2次。

19)穿過SiO₂塞抽取THF溶液，并將所述溶液注射進(jìn)用于下一反應(yīng)的去保護(hù)管中。下一反應(yīng)在步驟1處開始。

直接釋放/水性偶聯(lián)改進(jìn)(通常作為自動化合成的最后一步來執(zhí)行)。該過程從一般自動化腳本(上述)的步驟19以后開始。

1)用氬氣將THF溶液鼓泡15分鐘，所述THF溶液來自前一交叉偶聯(lián)的純化。

2)將所述THF溶液一次性地轉(zhuǎn)移至反應(yīng)管。

3)將所述混合物攪拌5分鐘。

4)將脫氣的H₂O(2mL)加入反應(yīng)管中。

5)將所述反應(yīng)混合物在室溫攪拌12小時。

6)加入NH₄Cl水溶液(2.5mL)，混合5分鐘，然后抽取整個混合物，并將其轉(zhuǎn)移至產(chǎn)物試管。

β-姜餅樹酸。根據(jù)一般規(guī)程執(zhí)行所有步驟。如下給機(jī)器配備試劑管。

步驟1.給機(jī)器裝配：裝載了Amberlyst樹脂(2.0g)和MIDA硼酸酯1(211mg,1.0mmol)的去保護(hù)管；裝載了分子篩(2.0g)、K₂CO₃(2.0g)和(0.2g)的干燥管；和裝載了Pd-混合物(488mg)、SPhos-混合物(488mg)和硼酸酯2(103mg,0.333mmol)的反應(yīng)管。

步驟2.給機(jī)器裝配：裝載了Amberlyst樹脂(1.0g)的去保護(hù)管；裝載了分子篩(1.0g)、K₂CO₃(1.0g)和(0.1g)的干燥管；和裝載了Pd-混合物(244mg)、SPhos-混合物(244mg)和硼酸酯2(34mg,0.11mmol)的反應(yīng)管。

步驟3.給機(jī)器裝配：去保護(hù)管(空的，但是用于鼓泡MIDA硼酸酯溶液)以及裝載了Pd-混合物(60mg)、SPhos-混合物(60mg)、KOH(75mg,1.7mmol)和鹵化物3(11mg,0.037mmol)的反應(yīng)管。

自動化.以完全自動化的方式?jīng)]有操作員干預(yù)地進(jìn)行合成。按照標(biāo)準(zhǔn)腳本執(zhí)行步驟1和步驟2，并按照標(biāo)準(zhǔn)腳本的直接釋放/水性偶聯(lián)改進(jìn)執(zhí)行步驟3。如下手工地純化從機(jī)器輸出的水性混合物：將所述混合物轉(zhuǎn)移至60mL分液漏斗，并用飽和NH₄Cl水溶液(10mL)稀釋。用Et₂O(20mL)萃取所述混合物2次，并用鹽水(20mL)洗滌合并的有機(jī)物；經(jīng)MgSO₄干燥；過濾，然后在真空中濃縮。通過SiO₂色譜法純化黃色殘余物，得到β-姜餅樹酸，為白色固體(尚未確定收率)。合成產(chǎn)物的¹H-NMR(CDCl₃)譜與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)完全一致(Lee,S.J.；Gray,K.C.；Paek,J.S.；Burke,M.D.J.Am.Chem.Soc.,2008,130,466-468)。

為了表征每個步驟的效率和表征所有中間體，重復(fù)步驟1，并將在標(biāo)準(zhǔn)腳本的第19行中產(chǎn)生的MIDA硼酸酯溶液分入試管中，然后濃縮，得到純的中間體4，為無色固體(40mg，52％)。

¹H-NMR(500MHz,丙酮-d₆):δ6.53(dd,J＝17.0,10Hz,1H),6.11(dd,J＝15.5,10.0Hz,1H),5.82(dt,J＝15.5,6.5Hz,1H),5.54(d,J＝17.5Hz,1H),4.20(d,J＝17.0Hz,2H),4.01(d,J＝17.0Hz,2H),2.98(s,3H),2.10(五重峰,J＝7.5Hz,2H),0.99(t,J＝7.5Hz,3H)。¹³C-NMR(125MHz,丙酮-d₆):δ196.1,143.7,137.8,132.6,62.2,47.2,26.1,13.7。

重復(fù)步驟1和步驟2，并將在第二次偶聯(lián)(標(biāo)準(zhǔn)腳本的第19行)過程中產(chǎn)生的MIDA硼酸酯溶液分入試管中，然后濃縮，得到純的中間體5，為無色固體(22mg，76％)。

¹H-NMR(500MHz,丙酮-d₆):δ6.58(dd,J＝18.0,10.5Hz,1H),6.28(dd,J＝15.0,10.0Hz,1H),6.20(dd,J＝15.0,10.0Hz,1H),6.11(ddt,J＝15.5,10.5,1.5Hz,1H),5.82(dt,J＝15.0,6.5Hz,1H),5.64(d,J＝17.5Hz,1H),4.21(d,J＝17.0Hz,2H),4.03(d,J＝17.0Hz,2H),2.99(s,3H),2.12(五重峰,J＝7.5Hz,2H),0.99(t,J＝7.5Hz,3H)。¹³C-NMR(125MHz,丙酮-d₆):δ169.0,143.5,138.3,134.8,133.5,130.3,62.2,47.3,26.4,13.8。

全反式視黃醛.根據(jù)一般規(guī)程執(zhí)行所有步驟。如下給機(jī)器裝配試劑管。

步驟1.給機(jī)器裝配：裝載了Amberlyst樹脂(1.0g)和MIDA硼酸酯6(173mg,0.500mmol)的去保護(hù)管；裝載了分子篩(1.0g)、K₂CO₃(1.0g)和(0.1g)的干燥管；和裝載了Pd-混合物(244mg)、SPhos-混合物(244mg)和硼酸酯2(52mg,0.111mmol)的反應(yīng)管。

步驟2.給機(jī)器裝配：裝載了Amberlyst樹脂(0.5g)的去保護(hù)管；裝載了分子篩(0.5g)、K₂CO₃(0.5g)和(50mg)的干燥管；和裝載了Pd-混合物(82mg)、SPhos-混合物(82mg)的反應(yīng)管。給一個單獨(dú)的聚丙烯管裝載鹵化物7(0.056mmol)在脫氣的THF(3mL)中的溶液。

自動化.以完全自動化的方式?jīng)]有操作員干預(yù)地進(jìn)行合成。按照標(biāo)準(zhǔn)腳本執(zhí)行步驟1。按照標(biāo)準(zhǔn)的直接釋放/水性偶聯(lián)改進(jìn)腳本執(zhí)行步驟2，但是具有下述額外改進(jìn)：在標(biāo)準(zhǔn)腳本的第8行中使用的THF是含有鹵化物7的溶液整體。此外，在第10行以后停止步驟2的腳本，并將所述反應(yīng)溶液輸出至試管。如下手工地純化產(chǎn)物：在真空中濃縮反應(yīng)溶液，并使用Isco-Teledyne CombiFlash系統(tǒng)通過SiO₂色譜法純化固體黃色殘余物，得到全反式視黃醛，為黃色固體(3.3mg,20％)。所述產(chǎn)物的¹H-NMR(CDCl₃)譜與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)完全一致(Lee,S.J.；Gray,K.C.；Paek,J.S.；Burke,M.D.J.Am.Chem.Soc.,2008,130,466-468)。

實(shí)施例4–純化平臺的通用性

為了確立新穎的純化平臺的通用性，試驗(yàn)了它的純化一系列MIDA硼酸酯(代表不同范圍的結(jié)構(gòu)，包括芳基、雜芳基、炔基、烯基和烷基衍生物)的能力。簡而言之，通過將每種MIDA硼酸酯(1當(dāng)量)(表1)與甲苯基-硼酸(1當(dāng)量)和鈀催化劑(0.1當(dāng)量)在THF中混合，制備模擬粗反應(yīng)混合物。然后通過本文詳細(xì)描述的雜合沉淀/捕獲和釋放平臺，對這些混合物中的每一種進(jìn)行完全自動化的純化。在該過程結(jié)束時，通過¹H NMR判斷，以>90％純度得到所有這些MIDA硼酸酯(參見圖11-26)，并且回收的MIDA硼酸酯的收率是比較顯著的(表1)。

表1.從模擬粗反應(yīng)混合物純化

操作的細(xì)節(jié)如下。

催化劑溶液的預(yù)活化：在配有PTFE包被的磁力攪拌棒的8mL閃爍瓶中混合乙酸鈀(II)(0.001875mmol,2.5mol％)和要進(jìn)行純化的SPhos(0.00375mmol,5mol％)，并放在氬氣氛下。加入THF，以產(chǎn)生0.01M催化劑儲備溶液(就乙酸鈀(II)而言)，將它在室溫劇烈攪拌30min，以產(chǎn)生橙色、黃色或澄清溶液。在該活化過程以后，將1mL催化劑儲備溶液加入在含有模擬反應(yīng)混合物的聚丙烯筒內(nèi)的溶液中。

模擬反應(yīng)室的制備和安裝：給一個新的配有玻璃料的12g Luknova聚丙烯筒裝載MIDA硼酸酯(0.075mmol,1當(dāng)量)、4-甲基苯硼酸(0.075mmol,1當(dāng)量)和THF(10mL)。加入預(yù)活化的催化劑溶液以后，將所述筒安裝進(jìn)自動化合成儀的反應(yīng)塊內(nèi)的路厄配件中。所有筒就位以后，使用計算機(jī)界面運(yùn)行自動化的純化例程。將樣品作為THF溶液收集進(jìn)去了皮重的40mL閃爍瓶中。

從純化回收的物質(zhì)的濃縮、共沸干燥和分析：在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上在減壓下濃縮THF溶液，然后將殘余物與二氯甲烷(3x5mL)共沸，以除去殘余的溶劑。然后將這些殘余物在真空下放置12-36小時，此后通過將在丙酮-d6中的¹H NMR與期望的MIDA硼酸酯標(biāo)準(zhǔn)樣品和與取自模擬反應(yīng)混合物的樣品進(jìn)行對比，確定收率和純度。

自動化的純化詳細(xì)方案

1)在背景(background)中，輔助泵抽吸6mL己烷類，并將其穿過硅膠柱遞送至沉淀室底部。將該過程重復(fù)1次，共使用12mL己烷類。

2)主泵從反應(yīng)室底部抽吸9mL反應(yīng)混合物，并穿過底部返回6mL，以確保不超過3mL被遞送至沉淀室。

3)主泵將3mL反應(yīng)混合物遞送至含有12mL己烷類的沉淀室的頂部。這會誘導(dǎo)MIDA硼酸酯從THF溶液中沉淀出來。主泵然后將2個10-mL干燥氮?dú)馊f送至沉淀室底部(繞過硅膠柱)，以移動攪拌棒。

4)輔助泵從底部抽吸在沉淀室中的混懸液，并穿過硅膠柱。將洗脫液送至廢物容器。

5)將步驟1-4重復(fù)另外3次，以將所有反應(yīng)混合物發(fā)送至沉淀室。

6)主泵抽吸1.5mL THF，并將它作為沖洗液遞送至反應(yīng)室頂部。重復(fù)步驟1-3。

7)主泵抽吸1.5mL THF，并將它作為沖洗液遞送至反應(yīng)室頂部。重復(fù)步驟1-3。

8)重復(fù)步驟4。

9)重復(fù)步驟1-4。

10)重復(fù)步驟4。

11)主泵抽吸6.5mL 1.5％(v/v)MeOH在Et₂O中的溶液，并將它遞送至沉淀室頂部。將該過程重復(fù)1次，共遞送13mL溶劑。

12)主泵將2個10-mL干燥氮?dú)馊f送至沉淀室底部(繞過硅膠柱)，以移動攪拌棒。

13)重復(fù)步驟4。

14)重復(fù)步驟11-13。再次重復(fù)步驟4。

15)使用Et₂O替代1.5％(v/v)MeOH在Et₂O中的溶液，將步驟11-13重復(fù)2次。將步驟4重復(fù)另外2次，以使硅膠柱脫水。

16)用2x1mL THF沖洗輔助泵，以洗掉任何殘余的MeOH。將THF洗液送至廢物容器。

17)輔助泵抽吸6mL THF，并穿過硅膠柱緩慢地遞送至沉淀室底部。將該過程重復(fù)1次，共使用12mL THF。

18)主泵抽吸5mL干燥氮?dú)?，并將其遞送至沉淀室底部(繞過硅膠柱)以攪拌混懸液，從而促進(jìn)混合的MIDA硼酸酯溶解。該過程進(jìn)行40次。

19)主泵將MIDA硼酸酯的THF溶液抽吸出沉淀室底部(繞過硅膠柱)。將溶液遞送至收集管。將該抽吸/遞送重復(fù)另外5次，以確保完全轉(zhuǎn)移。

20)輔助泵將硅膠柱中的殘余THF推入沉淀室底部中作為沖洗液。

21)主泵抽吸5mL干燥氮?dú)猓⑵溥f送至沉淀室底部(繞過硅膠柱)以攪拌混懸液，從而促進(jìn)混合的MIDA硼酸酯溶解。該過程進(jìn)行5次。

22)主泵將THF沖洗液抽吸出沉淀室底部(繞過硅膠柱)。將溶液遞送至收集管。

寬范圍的具有結(jié)構(gòu)差異的MIDA硼酸酯的該研究的結(jié)果證實(shí)，所述雜合沉淀/捕獲和釋放純化策略是非常通用的。

實(shí)施例5--水性去保護(hù)模塊

使用上述的水性去保護(hù)策略和模塊，進(jìn)行苯基MIDA硼酸酯、三烯基MIDA硼酸酯和丁烯基MIDA硼酸酯的自動化水性去保護(hù)。

苯基MIDA硼酸酯的自動化水性去保護(hù)，得到苯硼酸。隨后與乙烯基碘雙功能結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行自動化交叉偶聯(lián)，在手工純化以后以77％收率得到期望的偶聯(lián)產(chǎn)物。參見圖28A。

三烯基MIDA硼酸酯的自動化水性去保護(hù)，得到三烯基硼酸。隨后與乙烯基碘雙功能結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行自動化交叉偶聯(lián)，在手工純化以后以66％收率得到期望的偶聯(lián)產(chǎn)物。參見圖28B。

丁烯基MIDA硼酸酯的自動化水性去保護(hù)，得到丁烯基硼酸。隨后與二烯基乙烯基碘雙功能結(jié)構(gòu)單元的異構(gòu)混合物進(jìn)行自動化交叉偶聯(lián)，在自動化的純化以后以75％收率得到期望的異構(gòu)的三烯基偶聯(lián)產(chǎn)物。參見圖28C。

實(shí)施例6--使用水性去保護(hù)模塊完全自動化合成全反式視黃醛

如下制備第一去保護(hù)管：向一個新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova,Mansfield,MA,02048，部件編號FC003012)中加入三烯基MIDA硼酸酯(345.2mg,1mmol,9當(dāng)量)。向其中加入氫氧化鈉(120.0mg,3mmol,27當(dāng)量)。給該筒蓋上它的凹形路厄-端口螺旋帽。給該路厄端口連接已經(jīng)除去柱塞的5-mL聚丙烯注射器桶(Henke-Sass,Wolf GmbH,Tuttlingen,德國,78532，部件編號A5)。用鋁箔包裹該第一去保護(hù)管。

如下制備第二去保護(hù)管：向一個新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova,Mansfield,MA,02048，部件編號FC003012)中加入氫氧化鈉(40.0mg,1mmol,9當(dāng)量)。用清潔的剃刀刀片將氫氧化鈉片刮至適當(dāng)?shù)某叽?，并迅速地集中以使大氣水分的吸附最小化。給該筒蓋上它的凹形路厄-端口螺旋帽。給該路厄端口連接已經(jīng)除去柱塞的5-mL聚丙烯注射器桶(Henke-Sass,Wolf GmbH,Tuttlingen,德國,78532，部件編號A5)。用鋁箔包裹該第二去保護(hù)管。

如下制備第一和第二預(yù)干燥管：向一個新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova,Mansfield,MA,02048，部件編號FC003012)中加入545助濾劑(800mg，未經(jīng)過酸洗，Acros Organics，產(chǎn)品編號349670025，批號A0287832)。向其中加入無水硫酸鎂(2.1g,≥99.5％,Sigma-Aldrich，產(chǎn)品編號M7506，批號080M0246V)。用藥刀混合這2種固體，直到看起來均勻。在所述固體混合物的上面放置5-mL聚丙烯注射器柱塞(Henke-Sass,Wolf GmbH,Tuttlingen,德國,78532，部件編號A5)，所述柱塞被手工地切至大約6.5cm的長度。給該筒蓋上它的凹形路厄-端口螺旋帽。用小正方形(大約1cm x 1cm)的鋁箔緊密地覆蓋路厄端口。用鋁箔包裹每個預(yù)干燥管。

如下制備第一和第二干燥管：向一個新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova,Mansfield,MA,02048，部件編號FC003012)中加入545助濾劑(300mg，未經(jīng)過酸洗，Acros Organics，產(chǎn)品編號349670025，批號A0287832)。向其中加入活化的分子篩(3.6g，-325目，Sigma-Aldrich，產(chǎn)品編號688363，批號MKBF4010V)。在300℃、環(huán)境壓力活化分子篩24h，并在真空干燥器中在干燥氬氣下在硫酸鈣(Drierite)上冷卻/儲存。不混合這2種固體。在鋪層的固體的上面放置5-mL聚丙烯注射器柱塞(Henke-Sass,Wolf GmbH,Tuttlingen,德國,78532，部件編號A5)，所述柱塞被手工地切至大約5.5cm的長度。給該筒蓋上它的凹形路厄-端口螺旋帽。用鋁箔包裹每個干燥管。

如下制備第一和第二脫氧/濃縮管：給一個新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova,Mansfield,MA,02048，部件編號FC003012)蓋上它的凹形路厄-端口螺旋帽。用鋁箔包裹每個脫氧/濃縮管。

如下制備第一反應(yīng)管：向一個新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova,Mansfield,MA,02048，部件編號FC003012)中加入4-g玻璃料(Luknova,Mansfield,MA,02048，部件編號FC003004)。用穿入12-g玻璃料中的26G鉻鎳合金A絲，將該玻璃料同中心地固定在12-g筒玻璃料上。向該反應(yīng)管中依次加入無水磷酸鉀(1.39g,3mmol+750mg,27當(dāng)量+750mg,97％,AlfaAesar，產(chǎn)品編號L15168，批號L02U015)、乙酸鈀(II)(1.9mg,0.0083mmol,2.5mol％,≥99.9％,Sigma-Aldrich，產(chǎn)品編號520764，批號1000824996)、2-二環(huán)己基膦基-2’,6’-二甲氧基-1,1’-聯(lián)苯(Sphos,6.8mg,0.017mmol,5mol％,98％,Strem Chemicals，產(chǎn)品編號15-1143，批號18526300)、乙烯基碘MIDA硼酸酯(103.0mg,0.33mmol,3當(dāng)量)和PTFE包被的稀土磁力攪拌棒。在100℃研缽和研棒中新鮮研磨磷酸鉀。給該筒蓋上它的定制的凹形路厄-端口螺旋帽。所述定制的帽由下述部件組成：具有彎曲部(大約45°)的標(biāo)準(zhǔn)凹形路厄-端口帽，穿過所述帽安裝的1.5英寸、18G、一次用棄的針頭，和插入路厄端口中的Kimwipe小球。重要的是，在安裝以后，從針頭的內(nèi)側(cè)除去脫芯的(cored-out)聚丙烯塞。在所述帽上面放置配有玻璃料的4-g筒(Luknova,Mansfield,MA,02048，部件編號FC003004)。

如下制備沉淀管：向一個新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova,Mansfield,MA,02048，部件編號FC003012)(其配有PTFE包被的磁力攪拌棒)中加入545助濾劑(150mg，未經(jīng)過酸洗，Acros Organics，產(chǎn)品編號349670025，批號A0287832)和3-氨基丙基官能化的硅膠(250mg，40-63μm，大約1mmol/g NH₂，Sigma-Aldrich，產(chǎn)品編號364258，批號79096HM)。給該筒蓋上它的凹形路厄-端口螺旋帽。向該筒中加入己烷類(5mL，試劑級)，并將得到的混懸液劇烈攪拌，以混合固體。使混合的混懸液沉降大約5秒，然后通過用注射器迫使環(huán)境空氣塞穿過筒頂部，排出溶劑。該過程將攪拌棒牢固地嵌入固體中，以防止在使用沉淀管之前發(fā)生攪拌。用鋁箔包裹該沉淀管。

如下制備硅膠色譜柱：使用未官能化的硅膠，從定制PTFE配件新鮮制備硅膠色譜柱。所述筒依照4-g筒(Luknova,Mansfield,MA,02048，部件編號FC003004)模型化，但是由PTFE(替代聚丙烯)制成。向清潔的配有玻璃料的柱中加入硅膠。這通過穿過底部凸形路厄尖頭配件的真空抽吸來實(shí)現(xiàn)。該過程確保硅膠塞的緊密的、均勻的填塞。用藥刀手工地除去多余的硅膠，并將4-g玻璃料(Luknova,Mansfield,MA,02048，部件編號FC003004)放在二氧化硅塞上面。給該配有雙玻璃料的筒蓋上它的凹形路厄-端口螺旋帽，并使用PTFE帶確保封嚴(yán)。

如下制備第二個反應(yīng)器：向配有PTFE包被的磁力攪拌棒的無焰干燥的7-mL玻璃瓶中，加入乙酸鈀(II)(1.2mg,0.0056mmol,5mol％,≥99.9％,Sigma-Aldrich，產(chǎn)品編號520764，批號1000824996)、2-二環(huán)己基膦基-2’,6’-二甲氧基-1,1’-聯(lián)苯(Sphos,4.6mg,0.011mmol,10mol％,98％,Strem Chemicals，產(chǎn)品編號15-1143，批號18526300)和無水磷酸鉀(212mg,1mmol,9當(dāng)量,97％,AlfaAesar，產(chǎn)品編號L15168，批號L02U015)。在100℃研缽和研棒中新鮮研磨磷酸鉀。用PTFE-襯里的隔膜螺旋帽密封該瓶。穿過所述隔膜，添加1.5英寸、20G、一次用棄的針頭，所述針頭與干燥的氬氣管線連接。然后，穿過所述隔膜，添加1.5英寸、20G、一次用棄的針頭，所述針頭用作排氣孔。然后用干燥的氬沖洗反應(yīng)瓶大約7min。從隔膜取下排氣針頭，然后取下氬針頭。

如下使用上述的管、容器和柱：關(guān)于反應(yīng)路線圖，參見圖29。將去保護(hù)管(用鋁箔包裹)牢固地安裝在機(jī)器上。如下安裝管：將所述管的凸形路厄尖頭放入機(jī)器的適當(dāng)?shù)陌夹温范蚨丝谥?，用力下壓并在順時針方向輕輕旋轉(zhuǎn)(小于四分之一圈)，進(jìn)行固定。將2個預(yù)干燥管(用鋁箔包裹并蓋頂)牢固地安裝在機(jī)器上。將2個干燥管(包裹在鋁箔中)牢固地安裝在機(jī)器上。通過將修補(bǔ)管線連接至機(jī)器的氣體歧管和管的頂部路厄端口，將每個干燥管連接至惰性氣體歧管。修補(bǔ)管線是大約12英寸長的管道，其兩端具有凸形路厄-尖頭配件。將2個脫氧/濃縮管(包裹在鋁箔中)牢固地安裝在機(jī)器上。通過使排氣修補(bǔ)管線與機(jī)器的氣體歧管和管的頂部路厄端口連接，將每個脫氧/濃縮管連接至惰性氣體歧管。排氣的修補(bǔ)管線是大約12英寸長的管道，其在機(jī)器端具有凸形路厄-尖頭配件，在管端具有Y-連接體(一個端口與管線連接，一個端口與凸形路厄-尖頭配件連接，一個端口空置)。將第一反應(yīng)管牢固地安裝在機(jī)器上(在加熱塊中預(yù)熱至40℃)，并通過使反應(yīng)排氣管線與管的頂部路厄端口連接，將其連接至惰性氣體歧管。然后用鋁箔覆蓋反應(yīng)管，并設(shè)定成在600rpm攪拌。將硅膠柱牢固地安裝在機(jī)器上，并通過使洗脫液管線與柱的頂部路厄端口連接，將其連接至純化模塊。將沉淀管(包裹在鋁箔中)牢固地安裝在機(jī)器上，并通過穿過管的頂部路厄端口放置洗脫液管線(用1.5英寸、18G、一次用棄的針頭固定)，將其連接至純化模塊。

然后加載并執(zhí)行實(shí)驗(yàn)的預(yù)裝配的代碼，以開始自動化過程。立即開始第一個水性MIDA硼酸酯去保護(hù)。在運(yùn)行第一個去保護(hù)(室溫，10min)以后，淬滅機(jī)器，并后處理得到的硼酸溶液，然后干燥、脫氧并濃縮它。所述機(jī)器然后運(yùn)行第一個緩慢加入的交叉偶聯(lián)反應(yīng)(40℃，共8h)，并純化得到的偶聯(lián)產(chǎn)物。所述機(jī)器然后運(yùn)行第二個水性MIDA硼酸酯去保護(hù)(室溫，10min)，并隨后淬滅、后處理、干燥、脫氧和濃縮得到的硼酸溶液。

在第二個交叉偶聯(lián)開始之前大約5分鐘，將第二個反應(yīng)器放入攪拌板上的鋁塊(在室溫)中。穿過隔膜，連接惰性氣體排氣管線(用1.5英寸、20G、一次用棄的針頭固定)。然后用鋁箔覆蓋反應(yīng)管，并設(shè)定為在600rpm攪拌。單獨(dú)地，在無焰干燥的1.5-mL玻璃瓶中加入醛(16.6mg,0.11mmol,1當(dāng)量)。用隔膜螺旋帽密封該瓶，并用100μL氣密的固定針頭的玻璃注射器向其中加入100μL脫氧的無水THF。手工地輕輕攪拌該瓶，以溶解醛，然后用相同注射器加入反應(yīng)瓶中。使用相同的注射器，將剩余的殘余醛定量地轉(zhuǎn)移至含有2x 50μL脫氧的無水THF的反應(yīng)瓶。隨著機(jī)器自動地將反應(yīng)添加管線(用1.5英寸、22G、一次用棄的針頭固定)脫氧，穿過隔膜將它連接至反應(yīng)器。所述機(jī)器然后運(yùn)行第二個快速添加的交叉偶聯(lián)反應(yīng)(室溫，3h)。

在3小時結(jié)束時，從機(jī)器取出反應(yīng)瓶，并通過填塞在移液器中的1-cm墊，過濾粗反應(yīng)混合物。用3x2mL無水THF洗滌反應(yīng)瓶，并通過墊過濾這些洗液。然后用3x2mL無水THF洗滌所述墊。在真空中濃縮(室溫，80托)得到的澄清的深黃色濾液，與3x5mL二氯甲烷(室溫，80托)一起共沸，并在高真空(30min,200毫托)除去殘余的溶劑，得到深黃色/橙色粘性固體。通過硅膠快速色譜法，手工地純化該粗產(chǎn)物，得到1:0.55比例的全反式視黃醛:13-順式-視黃醛的混合物，組合總收率為30％。

通過引用并入

在本文中提及的所有出版物和專利特此通過引用以整體并入，如同具體地且單個地指出每篇單獨(dú)的出版物或?qū)＠ㄟ^引用并入。在沖突的情況下，以本申請(包括本文中的任何定義)為準(zhǔn)。

等效方案

盡管已經(jīng)討論了主題發(fā)明的具體實(shí)施方案，上面的說明書是示例性的，不是限制性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本說明書以后會明白本發(fā)明的許多變體。所附權(quán)利要求書不是意在要求保護(hù)所有這些實(shí)施方案和變體，應(yīng)當(dāng)參照權(quán)利要求以及它們的等同方案的完整范圍和說明書以及這樣的變體確定本發(fā)明的完整范圍。