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晶泰科技自動化高通量實驗篩選應用報告

更新時間:2023-12-07瀏覽:2230次



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在有機化學領域,實驗條件的篩選對于實現高效、高產率和高選擇性的化學反應至關重要。傳統的實驗條件篩選方法通常依賴于化學家的經驗和直覺,這種方法往往耗時且效率低下。隨著科學技術的快速發展,自動化實驗篩選技術應運而生,為有機化學條件的篩選帶來了革命性的變革。


自動化實驗篩選技術利用高通量實驗、自動進行反應監測等先進技術,實現了對大量實驗條件的快速篩選和優化。這種方法可以在短時間內對大量化學反應條件進行評估,從而為化學家提供更多的信息和數據支持,幫助他們更快地找到最佳的實驗條件。此外,自動化實驗篩選技術還可以減少人為誤差,提高實驗結果的可靠性和準確性。


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通過對一個藥物中間體的合成反應(如圖1)探究,對其催化劑,溶劑,堿等條件進行篩選,從而得出最佳的實驗反應條件。傳統的實驗條件篩選方法需要大量的人力、物力和時間投入,而且實驗結果受到人為因素的影響較大。通過一個初始人工實驗的篩選結果,得到初步的結論:


反應需要 2 步,且最終的目標產物產率只有 34%

反應需要 20 mmol% 催化劑用量

反應中間體有惡臭,難以分離且保存困難


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圖1 藥物中間體合成反應


然而,晶泰科技的智能合成工作站(如圖2)能夠進行模塊化的配置,根據實驗流程進行不同模塊化的組合,從而去滿足不同的化學場景需求。此外,晶泰科技還有大規模的工站調度集群(如圖3)可以滿足更大規模的自動化實驗場景。


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圖2(上),圖3(下)


運用晶泰科技的自動化實驗工站進行實驗,對上述反應進行了 3 輪反應條件的篩選,第一輪篩選了反應的催化劑和溶劑,通過 1 天時間進行了 65 個反應,分別對 5 種催化劑和 13 種溶劑進行篩選,得出了最佳催化劑為 Pd(dppf)Cl?•DCM,最佳溶劑為 DCE(圖4)。


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圖4 催化劑及反應溶劑條件篩選


第二輪用 0.5 天時間進行了 6 個反應,對堿進行篩選,實驗數據得出最佳反應堿為 K?CO?(圖5)。


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圖5 堿條件篩選


第三輪用 0.5 天時間進行了 12 個反應,對反應試劑比例,溶劑體積以及反應時間進行篩選,得出了此反應的最佳條件(圖6)。


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圖6 最佳反應條件


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利用自動化工站高通量的實驗篩選,在短時間內高效的篩選出了該藥物分子中間體的最佳反應條件,為后續的合成提供有效的幫助。并且與優化前的反應相比。


反應只需 1 步完成,且產率高達 66%

反應催化劑的用量降低至 2 mmol%

反應成功放大至 20g


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自動化實驗為有機化學條件的篩選帶來了巨大的潛力和機遇。通過利用高通量實驗、自動檢測分析等先進技術,化學家可以更快地找到最佳的實驗條件,從而實現高效、高產率和高選擇性的化學反應。隨著科學技術的不斷發展,自動化實驗將在藥物合成、材料科學和生物技術等領域發揮越來越重要的作用。


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