相关申请
本申请要求2010年7月23日提交的美国临时专利申请系列号61/367,176的优先权 权益。
政府支持
本发明在国立卫生研究院授权号GM080436和GM090153的美国政府支持下完成。美 国政府具有本发明的某些权利。
背景技术
与肽、寡核苷酸和寡糖类似，大多数小分子天然产物具有高度模块化的构成。这是 因为，象前述寡聚体一样，大多数小分子经由双功能结构单元的相继偶联而生物合成。具体 地，聚酮化合物源自多个丙二酰辅酶A和/或甲基丙二酰辅酶A单元，非核糖体肽由氨基酸构 建而成，多萜烯由异戊烯基焦磷酸酯和/或二甲基烯丙基焦磷酸酯结构单元构建而成，脂肪 酸由丙二酰辅酶A片段制成。其它类型的模块天然产物源自共有结构单元(诸如莽草酸、氨 基酸和/或它们各自的衍生物)的氧化偶联。
对于肽、寡核苷酸，并且越来越多地对于寡糖，现在常规地利用该固有的模块性， 以实现从适当保护的双功能结构单元的完全自动化合成(R.B.Merrifield，Science1965， 150，178-185；M.H.Caruthers，Science1985，24，799；和O.J.Plante，M.R.Palmacci， P.H.Seeberger，Science2001，291，1523)。作为这些进步的直接结果，在这些领域中的研 究主要聚焦于发现和理解新的分子功能。完全相反地，尽管在接近2个世纪的时程中取得了 巨大进步，小分子的实验室合成仍然是一个相对复杂的、不灵活的和未系统化的过程，该过 程几乎仅能由受过高度训练的专家来实践(关于经由聚合物辅助和/或流式化学来自动化 合成小分子的最新进展，参见：a)C.H.Hornung，M.R.Mackley，I.R.Baxendale和S.V.Ley and，Org.Proc.Res.Dev.2007，11，399-405；b)NikzadNikbin，MarkLadlow，和Steven V.LeyOrg.ProcessRes.Dev.2007，11，458-462；和c)France，S.；Bernstein，D.； Weatherwax，A.；Lectka，T.Org.Lett.2005，7，3009-3012)。因而，在该领域中的研究的重点 仍然非常倾向于合成。鉴于许多小分子的特殊性质使得它们独特地适用于在科学、工程和 医学中的宽范围应用，非常希望能够通过非专家人员可接近的非常一般的和自动化的合成 平台来获得更多的这些化合物。最后，这样的过程有助于主要焦点从小分子合成转移至重 要小分子功能的发现和理解。
发明内容
本发明的某些方面涉及一种迭代地利用碳-碳键形成反应来从预制结构单元装配 多种小分子的装置及其使用方法。在某些实施方案中，与从适当保护的氨基酸自动化制备 肽类似地，所述自动化的过程包括：被保护为对应的N-甲基亚氨基二乙酸(MIDA)硼酸酯的 双功能卤代硼酸结构单元的受控迭代装配。在某些实施方案中，避免对与固体载体的任何 共价连接的需求，通过利用MIDA硼酸酯的2种非常一般的物理性质来纯化中间体：使用硅胶 的捕获和释放(catch-and-release)色谱法能力；和它们在己烷中的不溶解性。下面详细地 讨论了本发明的其它方面、实施方案和优点。
附图说明
图1A描绘了用于合成肽和小分子的类似策略。
图1B是去保护、交叉偶联和利用最后直接释放交叉偶联步骤的纯化的示例性迭代 循环的示意图，其中对于每个偶联，相对于每个卤化物采用大致3当量的硼酸。
图1C描绘了用于纯化MIDA硼酸酯中间体的2种不同策略。第一种策略是“捕获和释 放纯化”，并利用MIDA硼酸酯对硅胶的高亲和力。具体地，将粗产物混合物加载到硅胶垫上， 然后用Et2O/MeOH冲洗。在所有副产物在该极性溶剂混合物中快速洗脱的同时，MIDA硼酸酯 表现出基本上无限大的保留。值得注意的是，“捕获”现象是含有MIDA硼酸酯官能团的任意 化合物所共有的。但是，简单地将溶剂更换为四氢呋喃(THF)，会“释放”出纯化的MIDA硼酸 酯，作为适合用于以后的去保护反应中的溶液。第二种策略是“沉淀纯化”，并利用MIDA硼酸 酯在己烷中的一般不溶解性。具体地，将在THF中的粗反应混合物转移进含有己烷类的室 中。MIDA硼酸酯形成沉淀，并通过过滤与可溶性的反应副产物分离。可以使用定制的杂合纯 化罐来利用串联的这两种纯化方法，从而提供非常稳健的且一般的用于自动化地纯化MIDA 硼酸酯中间体的方法，无需与固体载体共价连接。
图1D描绘了完全自动化的小分子合成仪的一个实施方案的照片，所述合成仪包括 (i)去保护、(ii)交叉偶联和(iii)纯化的模块，所述模块都在配有定制设计的软件的计算 机的控制下。
图2描绘了可以在合成仪中运行的反应的实施例，其中D代表去保护步骤，CC代表 交叉偶联步骤，P代表纯化步骤，且RCC代表在其中快速地或缓慢地原位释放硼酸/硼酸酯的 交叉偶联步骤。
图3描绘了选择的结构单元，包括被保护为对应的N-甲基亚氨基二乙酸(MIDA)硼 酸酯的双功能卤代硼酸结构单元和可以从所述结构单元制备出的化合物。
图4描绘了选择的结构单元，包括被保护为对应的N-甲基亚氨基二乙酸(MIDA)硼 酸酯的双功能卤代硼酸结构单元和可以从所述结构单元制备出的化合物。
图5描绘了：(上图)自动化小分子合成仪的一个实施方案的设计示意图，和(下图) 各个泵、阀、端口和管的连接性的一个实施例；其中(1)表示溶剂蓄池；(2)表示干燥和脱气 台；(3)表示加热块和搅拌板；(4)表示电磁阀和气体歧管；(5)表示去保护台；(6)表示纯化 台；(7)表示阀模块(阀图(valvemap)的一个实施例显示在图7中)；(8)表示主注射泵；(9) 表示用于纯化的注射泵；和(10)表示水性反应的注射泵。
图6描绘了示例性的反应管、管道和配件的照片。
图7描绘了阀图的一个实施例。
图8描绘了反应管的一个实施例。
图9是水性去保护模块的一个实施例的示意图。
图10描绘了沉淀室和二氧化硅柱的一个实施例。
图11描绘了干燥和脱气管的一个实施例。
图12的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图13的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图14的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图15的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图16的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图17的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图18的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图19的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图20的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图21的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图22的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图23的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图24的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从 所述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图25的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图26的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图27的一对1HNMR谱对应着：(i)包含MIDA硼酸酯的模拟反应混合物，和(ii)从所 述混合物纯化以后的MIDA硼酸酯。
图28描绘了(A)苯基MIDA硼酸酯的自动化水性去保护和随后苯硼酸与乙烯基碘双 功能结构单元的自动化交叉偶联；(B)三烯基MIDA硼酸酯的自动化水性去保护和随后三烯 基硼酸与乙烯基碘双功能结构单元的自动化交叉偶联；和(C)丁烯基MIDA硼酸酯的自动化 水性去保护和随后丁烯基硼酸与二烯基乙烯基碘双功能结构单元的异构混合物的自动化 交叉偶联。
图29描绘了使用水性去保护模块的全反式视黄醛的完全自动化合成。
具体实施方式
本发明的某些方面涉及用于自动化合成小分子的装置和方法。在某些实施方案 中，通过迭代地使用单反应来结合具有所有的所需官能团(functionality)、氧化状态和预 安装的立体化学的许多双功能结构单元，制备所述小分子。
双功能的MIDA-保护的卤代硼酸
开发用于自动化合成小分子的装置和方法的一个关键是，使用Suzuki-Miyaura反 应来实现双功能的“卤代硼酸”的迭代交叉偶联(ICC)(图1A)。但是，为了具有有效的可自动 化的操作，需要开发用于可逆地减弱每个卤代硼酸的一个末端的温和的且选择性的方法， 以避免随机的寡聚化。在这方面，本文所述的装置和方法利用下述发现：三价配体N-甲基亚 氨基二乙酸(MIDA)可以充当开关，以在非常温和的条件下将硼酸的反应性“关闭”和“开启” (E.P.Gillis，M.D.BurkeJ.Am.Chem.Soc.2007，129，6716-6717；和美国专利申请公开号 2009/0030238，其特此通过引用整体并入)。MIDA硼酸酯的这种性质已经使得经由包括 MIDA硼酸酯去保护、选择性交叉偶联和纯化的重复循环制备多种天然产物成为可能(图1B； S.J.Lee，K.C.Gray，J.S.Paek，M.D.BurkeJ.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，为了促 进它们作为结构单元的一般实用性，MIDA硼酸酯是一致地空气稳定的、高度结晶性的、单体 的、自由流动的固体，其与众多常见的合成试剂和硅胶色谱法完全相容(E.P.Gillis， M.D.BurkeAldrichimicaActa2009，42，17-27)。另外，在制备MIDA硼酸酯结构单元的方法 中的新近进展，和它们用于“缓释”交叉偶联的能力的发现，已经极大地扩展了本文所述的 合成平台的实用性(G.R.Dick，D.M.Knapp，E.P.Gillis，Org.Lett.2010，12，2314-2317； D.M.Knapp，E.P.GillisJ.Am.Chem.Soc.2009，131，6961-6963；和美国专利申请公开号 2010/0121062，其特此通过引用整体并入)。实际上，快速增加的MIDA硼酸酯集合(它们代表 许多在天然产物和药物中经常出现的子结构)现在是商购可得的。Suzuki-Miyaura反应的 扩大中的范围逐渐地包括Csp3-Csp3型偶联(M.R.Netherton，G.C.Fu，Adv.Syn.Cat.2004， 346，1525-1532)，这指示，该ICC策略的潜在通用性是巨大的。
MIDA-保护的有机硼酸的纯化
将ICC方案转化成完全自动化过程，需要用于纯化合成的中间体的一般策略。就 肽、寡核苷酸和寡糖而言，通过将延长中的寡聚体与固体载体连接，已经解决了该问题。在 每个偶联反应结束时，通过简单的过滤，从残余的溶剂、试剂和副产物中分离出期望的产 物。虽然在这些背景下非常有效，就基于ICC的小分子合成而言，该纯化方案基本上存在2个 重大限制。
首先，该策略普遍需要化学处理以实现延长中的寡聚体与固相的共价连接。就肽、 寡核苷酸和寡糖而言，各个单体都方便地含有共有杂原子连接元件作为靶结构的固有组 分。相比而言，尽管已经开发了一些优良的固相连接系统，小分子在结构方面是非常多样 化的，并且许多小分子缺少可用于与固相连接的共有官能团。
其次，在有MIDA硼酸酯存在下选择性地偶联硼酸，要求利用相对无水的条件，因为 MIDA硼酸酯在无水碱性条件下是稳定的且不反应的，但是当用碱水溶液处理时可容易地水 解产生反应性的硼酸。在初步的研究中，发现了将无水Suzuki-Miyaura交叉偶联化学法转 移至固相上可产生问题。
令人惊奇地，发明人已经发现了MIDA硼酸酯的2种值得注意的物理性质，从而允许 避免前述2种挑战。所述2种性质一起已经实现了非常有效的替代纯化策略，并且因而允许 使用溶液相化学法的ICC完全自动化。在下面详细讨论了2种纯化策略：“沉淀”和“捕获和释 放”。所述2种纯化策略可以单独地或组合地使用，在后一种情况下，它们可以以任一种次序 顺序地执行。
通过沉淀进行纯化。本发明的一个方面涉及下述发现：基本上所有的含有MIDA-保 护的有机硼酸官能团的分子都不溶于己烷∶THF(3∶1v/v)中，而几乎所有的硼酸、其它硼酸 酯或相关的替代物都可溶于该溶剂系统中(图1C)。MIDA硼酸酯的这种一般物理性质会实现 非常有效的基于沉淀的纯化(关于基于沉淀的纯化的背景，参见：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，因为大多数催化剂种类和有机卤化物可溶于己烷∶THF(3∶1)中，可以从交叉偶联反应物 (诸如无水Suzuki交叉偶联反应物)中直接地纯化MIDA硼酸酯。仅仅将在THF中的粗产物混 合物(例如，得自交叉偶联反应)转移至搅拌的容器(其含有的己烷类的量是要添加的THF的 总体积的大约3倍)中，会导致MIDA硼酸酯产物的快速且定量的沉淀，同时残余的未反应的 硼酸、以及大部分副产物和其它反应组分(诸如钯和膦配体)都保持可溶于己烷∶THF(3∶1 v/v)混合物中。简单地过滤该混合物，随后用THF溶解沉淀的MIDA硼酸酯，会产生半纯化的 MIDA硼酸酯的溶液。
本发明的一个方面涉及一种从溶液中纯化MIDA硼酸酯的方法，所述方法包括下 述步骤：用己烷稀释包含MIDA硼酸酯的溶液，由此选择性地沉淀出MIDA硼酸酯；和分离沉淀 的MIDA硼酸酯。所述己烷可以是己烷的任何异构体或己烷类的混合物。可用于本发明中的 示例性的己烷异构体包括直链己烷(正己烷)、支链己烷类(例如异己烷)和环己烷。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中通过过滤分离出所述 沉淀的MIDA硼酸酯。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，所述方法另外包括下述步 骤：将沉淀的MIDA硼酸酯溶解在极性溶剂中。在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的 任一种，所述方法另外包括下述步骤：将沉淀的MIDA硼酸酯溶解在THF中。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述包含MIDA硼酸酯 的溶液是THF溶液。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中将所述包含MIDA硼酸 酯的溶液逐滴加入己烷中。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述己烷的体积是包 含MIDA硼酸酯的溶液的体积的约2倍至约4倍。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述己烷的体积是包 含MIDA硼酸酯的溶液的体积的约3倍。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述包含MIDA硼酸酯 的溶液是得自化学反应的粗产物混合物。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述化学反应选自： Suzuki-Miyaura偶联、氧化、Swern氧化、“Jones试剂”氧化、还原、Evans氏羟醛反应、HWE烯 化、Takai烯化、醇甲硅烷基化、脱甲硅烷基化、对甲氧基苄基化、碘化、Negishi交叉偶联、 Heck偶联、Miyaura硼化、Stille偶联和Sonogashira偶联。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述化学反应包括使 MIDA硼酸酯与试剂接触的步骤，其中所述MIDA硼酸酯包含：具有sp3杂化的硼、与硼连接的 MIDA保护基、和通过硼-碳键与硼连接的有机基团；所述有机基团经过化学改造，且所述硼 没有经过化学改造。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述MIDA硼酸酯由表示；R10代表有机基团；B代表具有sp3杂化的硼；R20是甲基；且R21、R22、R23和R24独立地选自氢基团和有机基团。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中R21、R22、R23和R24是氢。
捕获和释放纯化。已经进一步发现，所有的含有MIDA硼酸酯官能团的分子都具有 对硅胶的特别高的亲和力(图1C)。例如，已经发现，MIDA硼酸酯(不论与硼连接的有机基团 的性质如何)在己烷∶THF(3∶1v/v)、Et2O和Et2O∶MeOH(98.5∶1.5v/v)中具有基本上为零的 Rf。因此，MIDA硼酸酯可以用作用于在硅胶上捕获和释放纯化的通用标记(关于用于有机合 成分离的标记策略的精彩综述，参见：J.Yoshida，K.Itami，Chem.Rev.2002，102，3693- 3716。关于有机合成中的现代分离技术的精彩综述，参见：C.C.Tzschucke，C.Markert， W.Bannwarth，S.Roller，A.Hebel，R.Haag，Angew.Chem.Int.Ed.2002，41，3964-4000。也参 见，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.Massl，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.RaphyTetrahedron1995，51，11815-11830； 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，TetrahedronLett.1997，38，3357- 3360。关于捕获和释放型方法用于纯化蛋白的用途，参见：J.Porath，J.Carlsson， I.Olsson，G.Belfrage，Nature1975，278，598)。换而言之，在某些ICC序列所用的所有中间 体(图1B)中方便地存在的MIDA硼酸酯官能团，能够实现任意MIDA硼酸酯与硅胶(一种固体 载体)的可逆非共价连接。
己烷类∶THF(例如，3∶1v/v)作为溶剂系统的应用是重要的，因为它会提供直接地 纯化含有MIDA硼酸酯的THF反应溶液的方式(通过用己烷类稀释)。就下面讨论的自动化合 成而言，该特征是重要的，因为不需要高级操作(诸如溶剂蒸发)即可制备用于纯化的反应 溶液。Et2O的使用是重要的，因为在某些偶联反应中，存在于反应溶液中的几乎每种其它化 合物都会在Et2O中洗脱。令人感兴趣地，向Et2O中加入1.5％MeOH(v/v)，会确保用合理量的 溶剂从柱洗脱甚至极性的硼酸。在所述纯化方法中MeOH与MIDA硼酸酯的相容性是意外的， 因为MeOH可以用于在室温将MIDA硼酸酯去保护为对应的硼酸。所有上述性质已经用许多 MIDA硼酸酯进行了试验，并经证实是通用的。例如，硼酸酯A和B具有如上所述的表现，尽管 事实上它们是非极性的，并在其它溶剂组合(诸如己烷类∶EtOAc)中较好地洗脱。
已经洗脱未反应的硼酸以及反应试剂以后，纯的MIDA硼酸酯通常在THF较好地洗 脱。并且，MIDA硼酸酯通常在MeCN和丙酮中较好地洗脱。
本发明的一个方面涉及一种从溶液中纯化MIDA硼酸酯的方法，所述方法包括下述 步骤：使所述溶液穿过二氧化硅塞；使第一液体穿过二氧化硅塞；和使第二液体穿过二氧化 硅塞，从而在所述第二液体中洗脱MIDA硼酸酯；其中所述第一液体含有乙醚，或所述第一液 体的极性小于或大致等于98.5∶1.5(v/v)Et2O∶MeOH的混合物的极性；且所述第二液体的极 性大于或大致等于THF的极性。
当溶剂的极性更高时，象大多数有机化合物一样，MIDA硼酸酯通常更快速地从 SiO2洗脱(即，具有更高的Rf)。但是，上述纯化方法利用MIDA硼酸酯在某些溶剂中的特殊性 质。具体地，存在某些溶剂系统，MIDA硼酸酯在其中的Rf与溶剂的极性无关。实际上，在某些 溶剂系统中，Rf可以接近零或为零。例如，尽管氯仿的极性高于THF，十二烷基MIDA硼酸酯 在氯仿中的Rf是0.00，而在THF中的Rf是0.80。在不希望受任何具体理论约束的同时，该非常 惊人的现象可能涉及所有3种因素之间的独特相互作用：溶剂、硅胶和MIDA硼酸酯。因而，如 果挑选出不遵循洗脱规则的溶剂(诸如氯仿或Et2O)，可能在二氧化硅柱上分离MIDA硼酸 酯。为了从如此负载的柱除去MIDA硼酸酯，可以转换为遵循正常洗脱规则的极性溶剂(诸如 THF、MeCN或丙酮)。
还已经发现，官能化的硅胶(诸如3-氨基丙基-官能化的硅胶)可以替代SiO2，而不 影响MIDA硼酸酯/SiO2相互作用的性质。所述官能化的硅胶可以用于从溶液中清除例如金 属催化剂。因此，在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述二氧化硅 是3-氨基丙基-官能化的二氧化硅。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第一液体包含乙 醚。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第一液体是乙醚。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第一液体是乙醚 和甲醇的混合物。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第一液体是乙醚 和甲醇的混合物；且乙醚与甲醇的比率是98.5∶1.5(v/v)。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第二液体是THF、 MeCN、乙酸乙酯或丙酮、或具有类似极性的溶剂。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第二液体是THF、 MeCN、乙酸乙酯或丙酮。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第二液体是THF。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述溶液是得自化学 反应的粗产物混合物。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述化学反应选自： Suzuki-Miyaura偶联、氧化、Swern氧化、“Jones试剂”氧化、还原、Evans氏羟醛反应、HWE烯 化、Takai烯化、醇甲硅烷基化、脱甲硅烷基化、对甲氧基苄基化、碘化、Negishi交叉偶联、 Heck偶联、Miyaura硼化、Stille偶联和Sonogashira偶联。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述化学反应包括使 MIDA硼酸酯与试剂接触的步骤，其中所述MIDA硼酸酯包含：具有sp3杂化的硼、与硼连接的 MIDA保护基、和通过硼-碳键与硼连接的有机基团；所述有机基团经过化学改造，且所述硼 没有经过化学改造。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述MIDA硼酸酯由表示；R10代表有机基团；B代表具有sp3杂化的硼；R20是甲基；且R21、R22、R23和R24独立地选自氢基团和有机基团。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中R21、R22、R23和R24是氢。
联合沉淀和捕获和释放纯化。上面讨论的2种纯化策略可以组合成一种稳健的且 通用的方法。具体地，进行上述的捕获和释放纯化的溶液可以是从MIDA硼酸酯的选择性沉 淀得到的溶液。
本发明的一个方面涉及一种从溶液中纯化MIDA硼酸酯的方法，所述方法包括下述 步骤：用己烷稀释所述溶液，由此选择性地沉淀出MIDA硼酸酯；使所述稀释过的溶液穿过二 氧化硅塞，由此将沉淀的MIDA-保护的有机硼酸沉积在二氧化硅塞上；使第一液体穿过二氧 化硅塞；和使第二液体穿过二氧化硅塞，从而在所述第二液体中洗脱MIDA硼酸酯；其中所述 第一液体含有乙醚，或所述第一液体的极性小于或大致等于98.5∶1.5(v/v)Et2O∶MeOH的混 合物的极性；且所述第二液体的极性大于或大致等于THF的极性。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第一液体包含乙 醚。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第一液体是乙醚。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第一液体是乙醚 和甲醇的混合物。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第一液体是乙醚 和甲醇的混合物；且乙醚与甲醇的比率是98.5∶1.5(v/v)。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第二液体是THF、 MeCN、乙酸乙酯或丙酮、或具有类似或更大极性的溶剂。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第二液体是THF、 MeCN、乙酸乙酯或丙酮。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述第二液体是THF。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述溶液是得自化学 反应的粗产物混合物。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述化学反应选自： Suzuki-Miyaura偶联、氧化、Swern氧化、“Jones试剂”氧化、还原、Evans氏羟醛反应、HWE烯 化、Takai烯化、醇甲硅烷基化、脱甲硅烷基化、对甲氧基苄基化、碘化、Negishi交叉偶联、 Heck偶联、Miyaura硼化、Stille偶联和Sonogashira偶联。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述化学反应包括使 MIDA硼酸酯与试剂接触的步骤，其中所述MIDA硼酸酯包含：具有sp3杂化的硼、与硼连接的 MIDA保护基、和通过硼-碳键与硼连接的有机基团；所述有机基团经过化学改造，且所述硼 没有经过化学改造。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述MIDA硼酸酯由表示；R10代表有机基团；B代表具有sp3杂化的硼；R20是甲基；且R21、R22、R23和R24独立地选自氢基团和有机基团。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中R21、R22、R23和R24是氢。
定制的杂合纯化罐。在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中使 用定制的杂合纯化罐，所述罐含有串联排列的“沉淀室”和“捕获和释放室”(图1C)。在该系 统中，将粗交叉偶联反应物转移至装有己烷类的第一(例如，上)室中，从而导致含有MIDA硼 酸酯的产物的快速且定量沉淀，同时残余的硼酸(和大部分副产物)、钯和膦配体都保持是 可溶性的。如前所述，简单地过滤该混悬液，随后用Et2O∶MeOH洗涤，将得到的半纯化的固体 MIDA硼酸酯放置在位于第二(例如，下)室中的硅胶塞的顶部。然后用大量体积的例如Et2O∶ MeOH98.5∶1.5(v/v)和随后的确定小体积的THF对该下室进行洗涤，以实现捕获和释放硅 胶纯化。得到的纯化的MIDA硼酸酯的THF溶液可方便地用于随后的去保护和偶联循环中。
MIDA-保护的有机硼酸的纯化/去保护
与纯化硼酸有关的挑战包括下述事实：“极性的和经常两亲的特性倾向于使它们 的分离和纯化变得困难”(Hall，D.G.BoronicAcids；Wiley-VCH：魏因海姆，德国，2005；第 57-58页)。此外，“广泛已知的和使用的硼酸表现出可变的稳定性(乙烯基-、烷基-、和炔基- 硼酸不是非常稳定的)，且它们的纯化不是简单的。此外，分离的硼酸通常含有大量酸酐类 或环硼氧烷类，这些在确定它们的化学计量学时产生问题”(Darses，S.；Genet，J- P.Chem.Rev.2008，108，288-325)。
已经开发了许多用于纯化硼酸的方案，但是都在它们的通用性方面受到限制。最 基础的方案是使硼酸重结晶，通常是从水溶液中重结晶。但是，仅在样品已经相对较纯的情 况下，并且当硼酸在水中的温度依赖性的溶解度有利时，该方案才是有效的。当采用非极性 的重结晶溶剂时，硼酸的显著脱水会产生环硼氧烷(Santucci，L.；Gilman， H.J.Am.Chem.Soc.1958，80，193-196)。另一种方案是“相转换”液体/液体分配(Mothana， S.；Grassot，J-M.；Hall，D.G.Angew.Chem.Int.Ed.2010，49，2883-2887)。在该方案中，在强 碱(pH10)中将硼酸转化成阴离子型硼酸盐物质，洗掉非离子型有机物，然后将溶液酸化 (pH1-5)，以再生硼酸。该方法不适用于含有酸性官能团、碱性官能团或者对酸或碱敏感的 任何官能团(包括硼酸官能团)的硼酸。还已经报道了固体负载的基于二乙醇胺的硼酸清除 剂，缩写为DEAM-PS(Hall，D.G.；Tailor，J.；Gravel，M.Angew.Chem.Int.Ed.1999，38，3064- 3067)。但是，该方法是昂贵的，且不代表实用的或可缩放的解决方案。
可以在经由硼酸替代物的两步法中纯化硼酸。例如，可以将硼酸转化成对应的可 结晶的三氟硼酸盐(Darses，S.；Genet，J-P.Chem.Rev.2008，108，288-325)。但是，该方案的 限制包括下述事实：结晶条件是底物特异性的，使用大量氟化物，有些杂质与产物共结晶， 和不能有效地从三氟硼酸盐再生硼酸(Molander，G.A.；Cavalcanti，L.N.；Canturk，B.； Pan，P-S.；Kennedy，L.E.J.Org.Chem.2009，74，7364-7369)。可替换地，可以在有二醇(最常 见地频哪醇)存在下将硼酸脱水，以形成对应的硼酸酯。有些芳基硼酸酯具有比对应的硼酸 更有利的色谱法、萃取和结晶性质。但是，其它类别的硼酸酯(杂芳基、烯基、烷基、炔基等) 倾向于具有相对可变的特征。此外，由于硼酸酯变得足够稳定以提高它的纯化性质，再生硼 酸所需的条件变得更苛刻。例如，将频哪醇硼酸酯转化成对应的硼酸，通常需要酸水溶液和 氧化剂(经常是NaIO4)，这会限制该方案的通用性(Murphy，J.M.；Tzschuck，C.C.；Hartwig， J.F.Org.Lett.2007，9，757-760)。
最后，不稳定的硼酸带来特别有挑战性的问题。上述方案都不可用于纯化不稳定 的硼酸，诸如乙烯基硼酸。值得注意的是，可以以大于95％纯度从乙烯基MIDA硼酸酯制备乙 烯基硼酸(Knapp，D.M.；Gillis，E.P.；Burke，M.D.J.Am.Chem.Soc.2009，131，6961-6963)。
为了解决上面指出的问题，本文公开了为MIDA硼酸酯水解而开发的“捕获和选择性释放”型方法。具体地，将MIDA硼酸酯的THF溶液(反应性＝关闭)与固体负载的氢氧化铵试剂(诸如AmberlystA26(OH)；参见T.M.Morwick，J.Comb.Chem.2006，8，649-651)相混合，以促进MIDA水解。在此时，被切掉的MIDA配体(可能呈MIDA2-Na+2的形式)和硼酸(可能呈对应的阴离子硼-‘酸盐’复合物的形式；参见D.G.Hall，J.Tailor，M.Gravel，Angew.Chem.Int.Ed.1999,38,3064-3067)保持被捕获在树脂中(“捕获”)。经确定，随后用AcOH的THF溶液处理(参见M.G.Siegel,P.J.Hahn,B.A.Dressman,J.E.Fritz,J.R.Grunwell,S.W.Kaldor,TetrahedronLett.1997,38,3357-3360)，会导致仅硼酸的“选择性释放”(反应性＝开启)，而在这些弱酸性的条件下，被切掉的MIDA配体方便地保持被捕获在树脂中。将该THF/AcOH/硼酸溶液转移至新的装有K2CO3、分子筛和的瓶中，随后用氩在所述混合物中鼓泡，并过滤，得到中和的、基本上无水的且脱氧的新鲜制备的硼酸在THF中的溶液，其准备好用于接下来的交叉偶联反应。
本发明的一个方面涉及MIDA硼酸酯的去保护，其包括下述步骤：使包含MIDA硼酸 酯和溶剂的溶液与固体负载的氢氧化铵试剂接触，由此将MIDA硼酸酯去保护，并形成硼酸 和MIDA。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述溶剂包含THF。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述固体负载的氢氧 化铵试剂与MIDA结合。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，所述方法另外包括下述步 骤：通过过滤除去溶剂，由此剩下捕获在固体负载的氢氧化铵试剂内的硼酸和MIDA配体；和 添加其它溶剂。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述其它溶剂是THF。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中用有机溶液洗涤所述 固体负载的氢氧化铵试剂，所述有机溶液包含有机溶剂和弱酸或强酸，所述弱酸或强酸的 量大于中和固体负载的氢氧化铵试剂所需的量，由此洗脱硼酸。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中用包含弱酸或强酸的 THF溶液洗涤所述固体负载的氢氧化铵试剂，由此洗脱硼酸。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中用包含醋酸的THF溶液 洗涤所述固体负载的氢氧化铵试剂，由此洗脱硼酸。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中用碱处理洗脱的硼酸， 以中和所述酸(例如，醋酸)。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述碱是碳酸钾。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中用包含盐酸的1,4-二 噁烷溶液洗涤所述固体负载的氢氧化铵试剂，由此洗脱硼酸。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述固体负载的氢氧 化铵试剂是强碱阴离子交换树脂，例如，AmberliteIRA-400(OH–形式)、AmberliteIRA 420(OH–形式)、AmberliteIRA410(OH–形式)、AmberliteIRN-150、AmberliteIRA900 (OH–形式)、AmberliteIRA904(OH–形式)、AmberliteIRA910(OH–形式)、Amberlite A5836、AmberlystA26(OH–形式)、Ambersep900、Dowex-1(OH–形式)、Dowex-3(OH–形式)、 Dowex1-X4(OH–形式)、Dowex1-I9880、Dowex1-I0131、Dowex550A(OH–形式)或 Amberjet4400。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，其中所述固体负载的氢氧 化铵试剂是以含有季铵基团的交联苯乙烯二乙烯基苯共聚物为基础的强碱1型阴离子大网 格聚合物型树脂，例如，AmberlystA26(OH–形式)(RohmandHaas,费城，宾夕法尼亚州)。
本发明的一个方面涉及一种将MIDA硼酸酯去保护的方法，所述方法包括下述步 骤：使包含MIDA硼酸酯和溶剂的溶液与NaOH水溶液接触，由此将MIDA硼酸酯去保护，并形成 硼酸和游离的MIDA配体。该方法对于酸敏感的底物(硼酸)而言是特别有用的，因为它不包 括为了从固体载体洗脱而暴露于酸。
因为水将在以后的步骤中除去，通常希望将引入所述系统中的水性组分(NaOH溶 液)的体积限制至相对少量，例如，包含MIDA硼酸酯和它的溶剂的溶液的体积的约25-33％。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法，其中所述溶剂包含THF。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法，其中所述溶剂是THF。在一个实施方案 中，所述THF是无水的且脱氧的。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法，所述方法另外包括下述步骤：加入乙 醚，由此产生包含有机相和水相的两相混合物，所述有机相含有硼酸和游离的MIDA配体；和 使所述包含硼酸和游离的MIDA配体的有机相与所述水相分离。所述加入乙醚的步骤可以任 选地包括：加入可有效地淬灭反应的试剂。在一个实施方案中，所述可有效地淬灭反应的试 剂是磷酸盐缓冲液。再次，因为水将在以后的步骤中除去，通常希望将引入所述系统中的水 的总量限制至相对少量，例如，包含MIDA硼酸酯、它的有机溶剂和NaOH水溶液的混合溶液的 体积的约25-33％。在一个实施方案中，加入的磷酸盐缓冲液的量大约等于NaOH水溶液的体 积。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，所述方法另外包括下述步骤：使所述有机相与一种或多种选自硫酸镁、硅藻土和分子筛的干燥剂接触，由此干燥所述包含硼酸和游离的MIDA配体的有机相。硅藻土可以是例如西莱特(Fluka/Sigma-Aldrich，St.Louis，MO；CeliteCorp.，Lompoc，CA)。
在某些实施方案中，本发明涉及前述方法中的任一种，所述方法另外包括下述步 骤：将包含硼酸和游离的MIDA配体的经干燥有机相脱氧。在一个实施方案中，通过使干燥的 无氧气体在所述包含硼酸和游离的MIDA配体的有机相中鼓泡，实现所述脱氧。在一个实施 方案中，所述无氧气体是氩。
自动化小分子合成仪
利用掌握的纯化和去保护MIDA硼酸酯的稳健的且通用的方法，设计并建造了一种 装置，所述装置具有通过ICC完全自动化地合成小分子的能力(图1D)。在某些实施方案中， 该装置包括3个模块，每个模块设计成促进执行图1B所示的ICC路线图所需的去保护(D)、交 叉偶联(CC)或纯化(P)步骤。在某些实施方案中，所有材料作为由一系列主注射泵(例如，8 个)操作的溶液在模块之间转移，所述主注射泵与一套可转换阀(J-KEMScientific)协同 工作。在某些实施方案中，所有注射泵由运行定做的软件程序的计算机驱动。在图1D中描绘 了所述机器的一个实施方案；在下面的范例中提供了关于该机器的其它细节。
反应系统设计。在某些实施方案中，在购自Luknova的聚丙烯管(产品号FC003012) 中运行交叉偶联反应。所述管的尺寸是21mmx120mm(内径x长度)。所述管的底部配有21mm直 径x4mm高度的玻璃料。在该玻璃料的顶上通过金属丝固定了13mm直径x4mm高度的玻璃料。 在该玻璃料的顶上放置含有稀土磁体的大型搅拌棒(BigScienceInc.，SBM-1508-REH)。 所述管的底部可通过凸形路厄尖头接近，而所述管的顶部用不透气螺纹帽密封，所述螺纹 帽含有凹形路厄端口。所述管容纳最多25mL的溶剂体积。将所述管放置在定制的铝加热块 上。所述加热块容纳最多9个反应管。所述管保持在搅拌板的表面以上3cm处，而所述管的底 部4cm被加热块包裹。连通反应管的底部的管道穿过在所述加热块的侧面靠近底部处的孔。
聚丙烯管的使用在简化所述反应管的工程设计方面似乎是重要的。具体地，所述 材料是良好的绝缘体，使得仅被加热块包裹的部分变热。当加热块加热至60℃时，反应溶液 在数分钟内达到60℃。但是，所述管的未被包裹的部分保持在室温，起冷凝器的作用，并由 此使在溶剂上面的蒸汽保持在室温。当使用诸如玻璃等其它材料时，所述管的在加热块以 上的部分会变热，并且溶液快速地蒸发。因而，如果使用玻璃替代聚丙烯，将需要额外的冷 却元件才能保留溶液免于逃逸。
在所述系统的某些实施方案中，不断地搅拌在反应块中的管，不论所述管内是否 存在溶液。这会使得该系统简单化，因为不需要开启或关闭搅拌板，且进一步，不需要使所 述块内的反应的开始和结束时间协同。但是，在长期搅拌过程中，在所述管中的搅拌棒会充 当研钵，且所述玻璃料充当研棒，使得碱被精细地研磨进玻璃料的孔中。此外，所述搅拌棒 可能破坏玻璃料的顶部，即使在没有碱存在下。在这些情况下，几乎不可能穿过玻璃料抽取 溶液，因为玻璃料的上表面被阻塞和/或损伤。为了克服该限制，将反应管设计成含有不同 大小的2种玻璃料(图8)。以此方式，搅拌棒仅与更小的顶部玻璃料接触，即使该玻璃料的上 表面被损伤或阻塞，可以穿过所述小玻璃料的侧面或穿过仅对更大玻璃料敞开的空间抽取 溶液。所述丝是固定顶部玻璃料所必需的，使得它不会在反应过程中侧向旋转变得与更大 的玻璃料垂直。在某些实施方案中，可以将单个玻璃料制造成具有与所述组合的玻璃料类 似的形状。
纯化系统设计。上面讨论了可实现简单的纯化方案的MIDA硼酸酯的色谱性质。在 下面描述了所述系统的工程设计如何支持捕获和释放色谱法和基于沉淀的纯化。
因为用己烷类稀释粗THF反应溶液会造成MIDA硼酸酯产物的立即沉淀，THF和己烷类的混合必须在具有足以容纳沉淀产物的体积的容器中进行。还必须彻底混合所述溶剂，使得所述溶液是均匀的。最后，己烷类向THF溶液中的加入也会造成反应副产物变成不溶性的。在有些情况下，这些副产物是粘性的，或形成可以阻塞玻璃料的非常细的沉淀物。在某些实施方案中，可以使用定制设计的沉淀室，在其中混合粗THF溶液和己烷类(图9)。在某些实施方案中，所述沉淀室含有西莱特后者会清除沉淀出的粘性杂质，并保持该物质遍布于西莱特进行分布，所以它不会阻塞玻璃料。在某些实施方案中，在所述室中的搅拌棒会确保适当混合。但是，观察到，如果搅拌棒连续搅拌数小时，在所述管中的西莱特会被非常细地粉碎，使得它可以穿过玻璃料并阻塞下游过程。为了解决该问题，在用溶剂填充沉淀室并混合以后，抽取溶剂，使得搅拌棒潜入干燥的西莱特中，且不进行搅拌。换而言之，可以使搅拌棒仅在必要时(即，当沉淀室中存在溶剂时)才搅拌，因此，该过程不需要开/关搅拌板或协调使用相同搅拌板的其它过程的搅拌。在某些实施方案中，将3-氨基丙基-官能化的硅胶放入沉淀室中，以从粗反应溶液中清除钯。
在某些实施方案中，首先通过辅助泵给沉淀室填充己烷类(从而在该过程中用己 烷类润湿SiO2柱)。然后，从顶部加入THF反应溶液。主泵不操作己烷类和THF溶液，因为在注 射器中残留的己烷类可能造成MIDA硼酸酯产物沉淀在注射器中。此外，由于该原因，并为了 减少污染，主泵不抽取废THF∶己烷类溶液。因而，在沉淀室中混合溶剂以后，由辅助泵穿过 SiO2柱抽取溶液，然后送至废物容器。接着，将含有MeOH的Et2O加入沉淀室中，混合，然后穿 过SiO2柱抽取，并送至废物容器。用Et2O重复该过程。在此时，纯的MIDA硼酸酯产物作为沉淀 物保留在沉淀室中，或在SiO2柱的最顶层。辅助泵然后穿过SiO2柱的底部注射THF，从顶部 出来，并到达沉淀室。因而，MIDA硼酸酯产物最初是在SiO2柱中还是在沉淀室中并不重要， 因为它将在任一个位置处溶解在THF中。该系统会减少用于洗脱/溶解产物的THF的量，从而 允许溶液不经进一步浓缩地用于下一反应中。已经在沉淀室中混合THF约30分钟以后，由主 泵通过三通联接头抽取，无需再次穿过SiO2柱。
这种设置的一些重要特征是：沉淀事件发生在混合室中；混合室含有清除剂(西莱特和官能化的硅胶)；可以以简单的方式控制搅拌；沉淀室和SiO2柱在空间上分离；和泵的构型允许在所述过程中在不同的接头处添加和取出溶剂。
软件。控制所述机器的软件可以描述为具有3个复杂性水平：基础水平、功能水平 和高级水平。基础水平主要是指1和0的组合，其可以被发送至设备来运行注射泵和阀。功能 水平是指运行设备的最简单命令，其可以被查看计算机代码的人理解。高级水平是指为自 动化合成机器专门定制的软件，其可以被非专家人员用于修改如何进行合成。基础水平是 Kloehn生产的设备所固有的。功能水平来自在购买设备时由J-KEM提供的源代码。功能水平 是以VB.NET书写的源代码，其将基础水平的命令包装成容易执行的子例程。高级水平是定 制设计的，并基于在功能水平中提供的源代码以VB.NET书写。
更具体地，所述机器由许多注射泵和阀组成，所述注射泵和阀是得自Kloehn的OEM 部件。所述注射泵和阀由J-KEM重新包装和销售，作为定制的硬件部分。经由RS-485串行端 口控制所述设备，所述RS-485串行端口发送和接收以机器语言书写的针对Kloehn部件的简 单文本字符串命令。因而，在最简单的水平，通过发送简单的文本字符串(诸如“/xR”)，可以 控制机器，但是这些命令是使用设备的任何人所无法理解的。从J-KEM运出的设备伴有以 VB.NET书写的源代码，所述源代码会提供子例程，以将注射泵运行至特定位置、改变阀至特 定位置、控制注射器的移动速率、和打开/关闭电磁阀。开发的代码使用得自由J-KEM提供的 代码的子例程。可以除去得自J-KEM的源代码，且软件可以与设备直接通信而不丧失功能 性。但是，得自J-KEM的源代码自身不足以运行自动化合成。因而，必须建立软件以实现自动 化合成机器的开发。关于软件的某些实施方案的细节，可以参见范例。
自动化合成仪。本发明的一个方面涉及一种自动化小分子合成仪，其包括：(a)去 保护模块，其与(b)流体连通，(b)干燥和脱气模块，其与(c)流体连通，(c)反应模块，其与 (d)流体连通，(d)纯化模块；至少一个泵，所述泵可以在模块之间移动液体；和配有软件的 计算机；其中所有模块都在所述计算机的控制下。
在一个实施方案中，所述去保护模块包括如本文所述的固定化的或固体负载的 碱，例如，NaOH。在一个实施方案中，将所述去保护模块构建和排列成用本文所述的碱水溶 液(例如，NaOH水溶液)进行去保护。
在一个实施方案中，所述纯化模块包括组合的(或“杂合”)沉淀和捕获和释放模 块。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述去保护模块包括去保护室，所述去保护室包括：在所述室顶部处的第一开口、在所述室底 部处的第二开口、覆盖所述第二开口的第一玻璃料和固体负载的氢氧化铵试剂。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述去保护室包括圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述去保护室的圆筒管是聚丙烯圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述去保护室的圆筒管具有约100mm至140mm之间的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述去保护室的圆筒管具有约120mm的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述去保护室的圆筒管具有约18mm至约24mm之间的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述去保护室的圆筒管具有约21mm的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述去保护室的圆筒管具有约25mL的容积。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述固体负载的氢氧化铵试剂是强碱阴离子交换树脂，例如，AmberliteIRA-400(OH-形式)、 AmberliteIRA420(OH-形式)、AmberliteIRA410(OH-形式)、AmberliteIRN-150、 AmberliteIRA900(OH-形式)、AmberliteIRA904(OH-形式)、AmberliteIRA910(OH-形 式)、AmberliteA5836、AmberlystA26(OH-形式)、Ambersep900、Dowex-1(OH-形式)、 Dowex-3(OH-形式)、Dowex1-X4(OH-形式)、Dowex1-I9880、Dowex1-I0131、Dowex550A (OH-形式)或Amberjet4400。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述固体负载的氢氧化铵试剂是以含有季铵基团的交联苯乙烯二乙烯基苯共聚物为基础的 强碱1型阴离子大网格聚合物型树脂，例如，AmberlystA26(OH-形式)。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述去保护模块另外包括气体源；其中所述气体源可以放置成与所述去保护室流体连通。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥和脱气模块包括组合的干燥和脱气室，所述干燥和脱气室包括：在所述组合的干燥 和脱气室的顶部处的第一开口、在所述组合的干燥和脱气室的底部处的第二开口、覆盖所 述第二开口的第一玻璃料和柱塞；并且所述干燥和脱气模块与所述去保护模块流体连通。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所述组合的干燥和脱气室另外包括硅藻土，例如，西莱特
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述组合的干燥和脱气室另外包括活化的分子筛。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述分子筛是4埃、8-12目。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述组合的干燥和脱气室另外包括碳酸钾。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述流体连通是所述去保护室的第二开口与所述组合的干燥和脱气室的第二开口相连的结 果。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述组合的干燥和脱气室包括圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述组合的干燥和脱气室的圆筒管是聚丙烯圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述组合的干燥和脱气室的圆筒管具有约100mm至140mm之间的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述组合的干燥和脱气室的圆筒管具有约120mm的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述组合的干燥和脱气室的圆筒管具有约18mm至约24mm之间的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述组合的干燥和脱气室的圆筒管具有约21mm的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述组合的干燥和脱气室的圆筒管具有约25mL的容积。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其另外 包括氩源。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述氩可以放置成与所述组合的干燥和脱气室流体连通，以在所述组合的干燥和脱气室的内 容物中鼓泡；并且所述柱塞阻止固体在鼓泡过程中升高。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述组合的干燥和脱气室的第一开口向惰性气体气氛排气，所述惰性气体气氛通过穿过油填 充的起泡器排气而维持在大气压附近。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述氩可以放置成穿过所述组合的干燥和脱气室的的管的第二开口与所述组合的干燥和脱 气室流体连通，同时所述组合的干燥和脱气室的的管的第一开口向惰性气体气氛排气。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥和脱气模块包括干燥室和脱气室；所述干燥室包括在所述干燥室顶部处的第一开 口、在所述干燥室底部处的第二开口、覆盖所述第二开口的第一玻璃料和柱塞；所述脱气室 包括在所述脱气室顶部处的第一开口和在所述脱气室底部处的第二开口；所述干燥室与所 述脱气室流体连通；并且所述脱气室与所述去保护模块流体连通。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所述干燥室另外包括硅藻土，诸如西莱特
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥室另外包括活化的分子筛。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述分子筛是4埃、8-12目。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥室另外包括碳酸钾。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥室和所述脱气室之间的流体连通是所述干燥室的第二开口与所述脱气室的第二开 口相连的结果。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥和脱气模块和所述脱气室之间的流体连通是所述脱气室的第二开口与所述去保护 模块相连的结果。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥室包括圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥室的圆筒管是聚丙烯圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥室的圆筒管具有约100mm至140mm之间的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥室的圆筒管具有约120mm的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥室的圆筒管具有约18mm至约24mm之间的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥室的圆筒管具有约21mm的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述干燥室的圆筒管具有约25mL的容积。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述脱气室包括圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述脱气室的圆筒管是聚丙烯圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述脱气室的圆筒管具有约100mm至140mm之间的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述脱气室的圆筒管具有约120mm的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述脱气室的圆筒管具有约18mm至约24mm之间的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述脱气室的圆筒管具有约21mm的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述脱气室的圆筒管具有约25mL的容积。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其另外 包括氩源。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述氩可以放置成与所述脱气室流体连通以对所述脱气室的内容物鼓泡。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述脱气室的第一开口向惰性气体气氛排气，所述惰性气体气氛通过穿过油填充的起泡器排 气而维持在大气压附近。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述氩可以放置成穿过所述脱气室的管的第二开口与所述脱气室流体连通，而所述脱气室的 管的第一开口向惰性气体气氛排气。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应模块包括反应室，所述反应室包括在所述反应室顶部处的第一开口、在所述反应室 底部处的第二开口、覆盖所述第二开口的第一玻璃料和搅拌棒；其中所述反应模块与所述 干燥和脱气模块流体连通。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应模块包括在所述反应室顶部处的第三开口，可以将液体穿过所述第三开口加入反应 室中，而不与所述反应室的侧壁或底部接触。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室的第一开口向惰性气氛排气。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室的第一开口配有烧结玻璃管，以防止细微固体逃离反应室。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室的第一开口向惰性气氛排气，所述惰性气氛通过穿过油填充的起泡器排气而维持 在大气压附近。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室的第二开口和第三开口同时与所述干燥和脱气室的第二开口流体连通。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室包括圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室的圆筒管是聚丙烯圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室的圆筒管具有约100mm至140mm之间的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室的圆筒管具有约120mm的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室的圆筒管具有约18mm至约24mm之间的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室的圆筒管具有约21mm的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室的圆筒管具有约25mL的容积。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室另外包括在搅拌棒和第一玻璃料之间的第二玻璃料；其中所述第二玻璃料小于所 述第一玻璃料。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述第二玻璃料和所述第一玻璃料用丝保持在一起，以防止所述第二玻璃料旋转成与所述第 一玻璃料垂直。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述第一玻璃料是圆盘形；所述第一玻璃料具有约18mm至约24mm之间的直径；且所述第一玻 璃料具有约2mm至约6mm的高度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述第一玻璃料是圆盘形；所述第一玻璃料具有约21mm的直径；和所述第一玻璃料具有约4mm 的高度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述第二玻璃料是圆盘形；所述第二玻璃料具有约16mm至约10mm之间的直径；且所述第二玻 璃料具有约2mm至约6mm之间的高度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述第二玻璃料是圆盘形；所述第二玻璃料具有约13mm的直径；且所述第二玻璃料具有约4mm 的高度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述第一玻璃料的形状是在第二圆盘上面的第一圆盘的形状；其中所述第一圆盘的直径小 于所述第二圆盘的直径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述第一玻璃料的形状会防止固体穿过所述反应室的第二开口。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应模块另外包括搅拌板，所述搅拌板转动搅拌棒。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应模块另外包括加热块，所述加热块可以加热所述反应室的内容物。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室的至少一部分被加热块包裹。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室另外包括过渡金属盐。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述过渡金属盐吸附在固体上。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述过渡金属盐是乙酸钯。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述用于吸附过渡金属盐的固体是碳酸铯。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室另外包括膦配体。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述膦配体吸附在固体上。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述膦配体是S-Phos(2-二环己基膦基-2′，6′-二甲氧基联苯)。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述催化剂源自空气稳定的钯前催化剂。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述用于吸附膦配体的固体是碳酸铯。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室另外包括碱。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述反应室中的碱是氢氧化钾。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中在 所述反应室中的运行的反应是交叉偶联反应。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中在 所述反应室中的运行的反应选自：Suzuki-Miyaura偶联、氧化、Swern氧化、“Jones试剂”氧 化、还原、Evans氏羟醛反应、HWE烯化、Takai烯化、醇甲硅烷基化、脱甲硅烷基化、对甲氧基 苄基化、碘化、Negishi交叉偶联、Heck偶联、Miyaura硼化、Stille偶联和Sonogashira偶联。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中在 所述反应室中的运行的反应是Suzuki-Miyaura偶联。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中在 所述反应室中的运行的化学反应包括使MIDA硼酸酯与试剂接触的步骤，其中所述MIDA硼酸 酯包含：具有sp3杂化的硼、与硼连接的MIDA保护基、和通过硼-碳键与硼连接的有机基团； 所述有机基团经过化学改造，且所述硼没有经过化学改造。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所述MIDA硼酸酯由表示；R10代表有机基团；B代表具有sp3杂化的硼；R20是甲基；且R21、R22、R23和R24独立地选自氢基团和有机基团。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中R21、 R22、R23和R24是氢。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所述纯化模块包括沉淀室和二氧化硅柱；所述沉淀室包括在所述沉淀室顶部处的第一开口、在所述沉淀室底部处的第二开口、覆盖所述第二开口的第一玻璃料、搅拌棒和硅藻土(诸如西莱特)；且所述二氧化硅柱包括在所述柱顶部处的第一开口、在所述柱底部处的第二开口、覆盖所述柱的顶部开口的第二玻璃料、覆盖所述柱的底部开口的第三玻璃料、和二氧化硅；其中所述纯化模块与所述反应模块流体连通。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述沉淀室包括圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述沉淀室的圆筒管是聚丙烯圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述沉淀室的圆筒管具有约100mm至140mm之间的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述沉淀室的圆筒管具有约120mm的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述沉淀室的圆筒管具有约18mm至约24mm之间的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述沉淀室的圆筒管具有约21mm的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述沉淀室的圆筒管具有约25mL的容积。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述沉淀室另外包括清除金属的树脂。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述沉淀室另外包括活性炭。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述纯化模块另外包括搅拌板，所述搅拌板旋转搅拌棒。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中在所述沉淀室中的硅藻土(例如，西莱特)防止搅拌棒在沉淀室中没有溶剂的情况下旋转。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述沉淀室的第一玻璃料将硅藻土保持在沉淀室中。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述二氧化硅柱是圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述二氧化硅柱的圆筒管是聚丙烯圆筒管。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述二氧化硅柱的圆筒管具有约100mm至140mm之间的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述二氧化硅柱的圆筒管具有约120mm的长度。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述二氧化硅柱的圆筒管具有约18mm至约24mm之间的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述二氧化硅柱的圆筒管具有约21mm的内径。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述二氧化硅柱的圆筒管具有约25mL的容积。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，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将二氧化硅保持在所述二氧 化硅柱中。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述二氧化硅被氨基官能化。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述纯化模块另外包括辅助泵。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其另外 包括含有己烷的溶剂蓄池。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述纯化模块与己烷蓄池流体连通；并且所述辅助泵如下从蓄池提供己烷至沉淀室：使所述 己烷穿过二氧化硅柱的第二开口进入二氧化硅柱中，穿过二氧化硅柱的第一开口离开二氧 化硅柱，并穿过沉淀室的第二开口进入沉淀室中。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述辅助泵可以如下除去己烷：使己烷穿过沉淀室的第二开口，穿过二氧化硅柱的第一开口， 并离开二氧化硅柱的第二开口。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其另外 包括含有乙醚的溶剂蓄池。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述纯化模块与乙醚蓄池流体连通；并且所述辅助泵如下从蓄池提供乙醚至沉淀室：使所述 乙醚穿过二氧化硅柱的第二开口进入二氧化硅柱中，穿过二氧化硅柱的第一开口离开二氧 化硅柱，并穿过沉淀室的第二开口进入沉淀室中。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述辅助泵可以如下除去乙醚：使乙醚穿过沉淀室的第二开口，穿过二氧化硅柱的第一开口， 并离开二氧化硅柱的第二开口。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其另外 包括溶剂蓄池，所述溶剂蓄池含有乙醚，所述乙醚含有1.5％甲醇(按体积计算)。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述纯化模块与含有1.5％甲醇(按体积计算)的乙醚的蓄池流体连通；并且所述辅助泵如下 从蓄池提供含有1.5％甲醇(按体积计算)的乙醚至沉淀室：使所述乙醚穿过二氧化硅柱的 第二开口进入二氧化硅柱中，穿过二氧化硅柱的第一开口离开二氧化硅柱，并穿过沉淀室 的第二开口进入沉淀室中。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述辅助泵可以如下除去含有1.5％甲醇(按体积计算)的乙醚：使含有1.5％甲醇(按体积计 算)的乙醚穿过沉淀室的第二开口，穿过二氧化硅柱的第一开口，并离开二氧化硅柱的第二 开口。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其另外 包括废物容器；其中二氧化硅柱的第二开口与所述废物容器流体连通。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其另外 包括含有THF的溶剂蓄池。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述纯化模块与THF蓄池流体连通；并且所述辅助泵如下从蓄池提供THF至沉淀室：使所述THF 穿过二氧化硅柱的第二开口进入二氧化硅柱中，穿过二氧化硅柱的第一开口离开二氧化硅 柱，并穿过沉淀室的第二开口进入沉淀室中。
在某些实施方案中，本发明涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其中所 述沉淀室的第二开口可以放置成经由三通阀与二氧化硅柱的第一开口流体连通；其中所述 阀上的第一端口与沉淀室的第二开口相连，所述阀上的第二端口与二氧化硅柱的第一开口 相连，且所述阀上的第三端口可以用于从沉淀室抽取溶液，而不使所述溶液穿过二氧化硅 柱。
本发明的另一个方面涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其包括：一个 或多个去保护模块；一个或多个干燥和脱气模块；一个或多个反应模块；一个或多个纯化模 块；至少一个可以在模块之间移动液体的泵；和配有软件的计算机；其中所有模块都在所述 计算机的控制下。
本发明的另一个方面涉及前述的自动化小分子合成仪中的任一种，其包括：多个 去保护模块；多个干燥和脱气模块；多个反应模块；多个纯化模块；至少一个可以在模块之 间移动液体的泵；和配有软件的计算机；其中所有模块都在所述计算机的控制下。
使用水性去保护模块的替代实施方案。水性去保护模块由实现下述目的所需的设 备组成：溶液相水性碱介导的MIDA硼酸酯去保护，分离得到的两相混合物，预干燥和干燥有 机层(例如，硼酸的乙醚溶液)，和将干燥的有机层脱氧/浓缩以准备用于交叉偶联。
具体地，在新的去保护模块中使用2个注射泵和1个氩电磁阀(solenoid)(图9)。主 注射泵(其用于整个过程中的大多数液体操作)操作有机溶剂和溶液。使用专用的水性注射 泵来操作所有水性试剂(水、0.5M磷酸钾缓冲液(pH＝6)和50％饱和氯化钠)。这样将水溶液 隔离给专用注射泵分离，会使在所述机器的其它部分中的水污染最小化。使用氩电磁阀来 递送干燥的氩流，用于搅拌去保护并用于浓缩和脱氧最终的硼酸溶液。
例如，在多步骤过程开始时的去保护，从在12-gLuknova筒中的固体MIDA硼酸酯 (1mmol，1当量)和固体氢氧化钠(3mmol，3当量)开始。主泵递送干燥的脱氧的THF(10mL， 0.1M)，以溶解MIDA硼酸酯。水性泵然后递送去离子水(3mL，0.33M)，从而建立两相混合物， 以溶解氢氧化钠。然后从管的底部递送干燥的氩流(以0.5-2秒短脉冲)，在其中鼓泡，并将 所述两相混合物搅拌10分钟，在此时去保护结束。然后，水性泵递送磷酸盐缓冲液(3mL)来 淬灭反应，同时主泵递送乙醚(5mL)来准备分离。水性泵然后用几次注射的大气空气搅拌淬 灭的反应物。水性泵然后抽吸两相反应混合物，暂停以允许完全分离，并将剩余的有机层返 回去保护管。将水层注射进废物容器中，水性泵将50％饱和氯化钠(3mL)递送至去保护管， 并用几次注射的空气搅拌混合物。再次，水性泵抽吸两相混合物，暂停以允许完全分离，并 将有机层返回去保护管。将水层注射进废物容器中。
已经证实，该分离在水层体积的生产中是可再现的。在1mmol规模，第一个水层是 6.0mL(±0.1mL)。在0.66mmol规模，第一个水层是6.2mL(±0.1mL)。在0.33mmol规模，第一 个水层是6.4mL(±0.1mL)。已经证实，水性盐体积是3.8mL(±0.1mL)，不论反应规模如何。
随后的去保护，从将纯化的MIDA硼酸酯在THF中的溶液(得自自动化的纯化)注射 进含有氢氧化钠的新的去保护管中开始。去保护的其它操作如上所述进行。对于这些下游 去保护，在实验设置中的唯一差别是，使用的氢氧化钠的量(相对于MIDA硼酸酯的化学计量 学总是3当量)。溶剂和试剂体积保持相同，且如上所述。分离体积已经表现出规模依赖性， 且如上所述。剩余的操作(预干燥、干燥和脱氧和浓缩)如下所述进行。溶剂和试剂的相对体 积和量独立于反应规模。
预干燥仍然湿的有机层(硼酸的乙醚溶液)，除去大部分残余水。在一个实施方案中，预干燥管是含有西莱特(800mg)和无水硫酸镁(2.1g)的混合物的12-gLuknova筒。将5-mL聚丙烯注射器柱塞放在固体混合物的上面。使两种固体亲密混合，以防止硫酸镁包合物的团聚。另外，所述注射器柱塞会防止固体随着液体注射而向上移动。为了开始预干燥步骤，主泵将5mL干燥的脱氧的THF递送至预干燥管。已经证实，所述固体在该过程中吸附大约5mLTHF，所以用清洁的THF润湿固体会防止体积损失。接着，主泵将有机层从去保护管转移进预干燥管中。通过主泵的重复抽吸/注射(速率＝15mL/min)，使溶液从固体混合物上面经过。以此方式，共搅拌溶液20次。在此时，已经从硼酸溶液中除去大部分水。
需要干燥硼酸乙醚溶液来除去剩余的残留水。在一个实施方案中，干燥管是12-gLuknova筒，所述筒装有一层西莱特(300mg)，后者上面是活化的分子筛(-325目，3.6g)。将5-mL聚丙烯注射器柱塞放在这些固体的上面。西莱特底层会防止细分子筛阻塞管玻璃料。所述注射器柱塞会防止如上所述的固体的移动。为了开始干燥步骤，主泵递送5mL干燥的脱氧的THF至预干燥管。如上所述，这会防止体积损失。接着，主泵将预干燥的硼酸溶液从预干燥管转移至干燥管。与上述的搅拌方法类似地，通过主泵的重复抽吸/注射(速率＝5mL/min)，使溶液从固体上面经过。以此方式，共搅拌溶液12次。在干燥步骤过程中，所述抽吸速率会实现适当的抽吸，并由此彻底搅拌。具体地，约5mL/min的缓慢抽吸速率会有效地抽吸硼酸溶液穿过分子筛层。更快的速率会导致真空的积累，所述真空由溶剂蒸发(而不是溶液抽吸)消散；硼酸溶液没有有效地在分子筛上面经过，仍然是湿的。在此时，硼酸溶液已经彻底干燥。
在交叉偶联反应的准备中，需要将硼酸溶液脱氧。具体地，为了使偶联卓有成效地 进行，需要将所述溶液脱氧。另外，溶液的浓缩可用于除去从去保护后处理以后仍然存在的 任何乙醚，以及维持对于交叉偶联反应而言可操作的体积。已经确定，对于偶联反应而言可 工作的相对体积是9mL硼酸溶液(就所有偶联而言)，不论反应规模如何。作为一个例外，在 一个过程中的最终反应需要2mL硼酸溶液。在一个实施方案中，浓缩管是空的12-gLuknova 筒。为了开始脱氧/浓缩步骤，主泵将干燥的硼酸溶液转移至浓缩管。然后，用干燥的氩在所 述溶液中鼓泡，以同时脱氧和浓缩。氩流从0.5秒短脉冲开始，并且这些脉冲在3分钟时程内 逐渐变得更长，在此时，氩流保持连续。已经证实，该浓缩过程会以0.1mL/min的近似速率减 少体积。在浓缩之前，体积是18mL，因此，大约90分钟的氩流使体积减少至9mL。得到的干燥 的、脱氧的、浓硼酸溶液适用于加入无水交叉偶联反应中。
水性去保护模块代表使MIDA硼酸酯去保护反应自动化的稳健的且可预测的方法。 已知这些类型的水性条件在未自动化合成背景下对于许多敏感的硼酸起作用，这样，预期 该自动化的去保护对于宽范围的敏感底物会可靠地起作用。但是，该水性去保护模块在几 个方面不同于以前报道的MIDA硼酸酯去保护方法。与在公开的溶液相反应中利用的操作相 比，在所述自动化的过程中采用的变化包括：氩流搅拌和氩鼓泡脱氧/浓缩，三步法干燥策 略，溶剂比体积的最小化和应用，和用于液体操作的受控缓速抽吸。
在未自动化的MIDA硼酸酯去保护中，使用常规搅拌(磁力搅拌棒和搅拌板)实现两 相反应物的搅拌。本发明的水性去保护模块利用氩气流来搅拌去保护反应。随着氩穿过去 保护管的玻璃料，形成的气泡会提供两相系统的非常有效的搅拌。在不使用搅拌板的情况 下，所述搅拌足以实现在室温在10min(类似于未自动化的条件)内的完全转化。此外，所述 水性去保护模块使用氩流来鼓泡和浓缩硼酸溶液。在使用稳定硼酸的未自动化合成中，所 述酸通常作为固体分离出，并呈递给在有脱氧的溶剂存在下的交叉偶联。就不稳定的硼酸 而言，所述酸通常不分离，而是通过从脱氧的溶剂迭代浓缩来浓缩至某种小体积。氩鼓泡和 气流浓缩在自动化系统中的同时应用，会将硼酸溶液脱氧并将其浓缩。这会提供准备好偶 联的硼酸溶液，无需分离潜在不稳定的硼酸。
就未自动化的合成而言，干燥硼酸溶液通常包括：在无水干燥试剂上面干燥，穿过西莱特过滤，随后洗涤干燥试剂。过量的干燥试剂的应用可以确保完全干燥，大量溶剂体积的应用可以确保定量回收。在自动化的背景下，这种增加的溶剂体积会提出挑战。也就是说，在自动化的过程中积累的所有过量的体积需要在下游中浓缩。为了使溶剂的积累(其与干燥过程密切相关)最小化，自动化的系统利用协作的三步法干燥策略和溶剂比体积。所述三步法的第一步是，用50％饱和氯化钠萃取去保护反应的有机相。这会从所述有机相中除去一部分水，并且如上所述，用可再现的比体积实现该目的。所述三步法的第二步是，在无水硫酸镁上面预干燥硼酸溶液，这会从所述溶液中除去更多部分的水。最后一步是在分子筛上干燥，这会除去剩余的残留水。如上所述，每个步骤使用预定的比溶剂体积来维持最小化的、但是可再现的溶剂积累。该过程(与使用预定的、最小化的干燥剂的量相偶联)会使干燥和底物回收最大化，同时使溶剂积累最小化。
以前报道的未自动化的合成方法和本发明的自动化系统之间的另一个关键差异 是，使用受控的缓速抽吸进行液体操作。如上所述，在干燥步骤中降低的抽吸速率可以实现 液体的有效操作。具体地，在干燥步骤中超过2mL/min的抽吸速率会造成真空在主注射泵中 的积累。然后通过蒸发溶剂来解除真空。结果，硼酸溶液没有被完全抽吸，并且不会在分子 筛上面有效地干燥。使用降低的抽吸速率，会使真空的积累最小化，并实现硼酸溶液的完全 抽吸。该缓速抽吸方案还已经应用于粗交叉偶联反应混合物的抽吸。
当然，上面公开的比体积和量可以放大或缩小，以分别适应总规模更大或更小的 自动化机器，前提条件是，缩放的体积和缩放的量保持彼此成比例。
一个示例性的自动化的偶联循环。一个完整的自动化偶联循环的一个实施例如下 进行。
步骤1.在去保护模块中，基于捕获和选择性释放的MIDA硼酸酯水解会产生新鲜制 备的硼酸，作为在THF中的溶液。
在该实施例中，固体负载的氢氧化铵试剂对MIDA-保护的有机硼酸的去保护，在没 有加入大量水的情况下进行，由此避免在以后的无水反应(诸如交叉偶联)之前除去大量水 的需要。在自动化合成的背景下，尝试了多种水性去保护条件，但是发现了下述问题：
●萃取硼酸产物所需的溶剂的量取决于硼酸的特性。极性的硼酸需要远远更多的 溶剂。有些硼酸因为极性过高而难以有效萃取。
●在萃取步骤中使用的溶剂的量需要额外的蒸发步骤来得到合适的浓度。
●除去有机相中的大量水，需要非常大量的的干燥试剂，这变得不实用。
●从工程学观点看，从机器中完全除去在去保护步骤中引入的水是非常困难的。 残余的水留在管道和注射器中。
用固体KOH和无水THF无法进行去保护反应。用固体KOH和1％水在THF中的溶液进 行去保护反应不是一种通用解决方案，因为去保护反应的2种产物N-甲基亚氨基二乙酸二 钾盐和硼酸盐(硼酸与KOH反应，以产生阴离子的硼酸盐物质)都不溶于THF中，并且会聚集 造成水和THF分离和KOH被隔离，从而使反应停止。AmberlystA26(OH)树脂的应用解决了所 有这些问题。所述树脂不是无水的，因为它是在水中制备，并潮湿地运输；可以基于用于洗 涤所述树脂的有机溶剂的体积来控制存在的水的量。因此，可能生产这样的自由流动的树 脂：所述树脂含有仅足以使去保护反应进行的水，且不含有多到使形成的反应溶液不能用 少量分子筛容易地干燥的水。此外，残余水不会污染设备，因为从未将大量水加入反应物 中。因为在去保护反应中生成的N-甲基亚氨基二乙酸二钾盐被捕集在树脂的孔内，并且不 会与未反应的KOH或水一起聚集，解决了聚集问题。在去保护反应中生成的硼酸盐也经常被 捕集在树脂的孔内。被捕集在树脂中的硼酸盐不会聚集，且不会使反应停止。此外，该方案 仅仅是MIDA硼酸酯的去保护条件，其不需要搅拌。使用AmberlystA26(OH)的反应会在60分 钟内完全转化，周期性地用空气鼓泡以混合所述混合物，从而用简单的设备平行地进行大 量去保护反应。然后用稀醋酸处理混合物(树脂和THF)，以将硼酸盐转化成硼酸。在该过程 中产生的极细的、非常极性的N-甲基亚氨基二乙酸保持捕集在Amberlyst树脂中，这会极大 地便利混合物的过滤(在不使用Amberlyst树脂隔离N-甲基亚氨基二乙酸的情况下，发现随 后的过滤步骤是不可靠的)。
步骤2.然后将该硼酸溶液转移至交叉偶联模块，在这里，将它缓慢地加入搅拌的 反应混合物中，所述反应混合物含有下一个携带卤素的结构单元、钯催化剂和固体无机碱。 如下使每个卤化物结构单元的转化最大化：(a)使用相对于卤化物(1当量)过量的硼酸(～3 当量)；(b)采用硼酸的缓慢加入或缓释，以辅助在交叉偶联反应过程中避免它的原位分解； 和(c)使用Buchwald的非常有效的且空气稳定的SPhosPd催化剂，以使交叉偶联条件的通 用性、效率和温和性质最大化(D.M.Knapp，E.P.GillisJ.Am.Chem.Soc.2009，131，6961- 6963；和R.MartinS.L.BuchwaldAcc.Chem.Res.2008，41，pp1461-1473)。
步骤3.将得到的粗反应混合物的可溶性组分转移至纯化模块，在这里，如上所述 通过串联的沉淀和捕获和释放方法纯化MIDA硼酸酯产物。
在所述自动化系统中，在真空下从SiO2柱的顶部和从底部抽取THF∶己烷溶液、含 有1.5％MeOH(v/v)的Et2O溶液和Et2O溶液。该方案不同于标准的色谱法，在后者中，在压力 下将溶液推入柱的顶部。另外，MIDA硼酸酯的独特洗脱性质在这种改进下得到保留，并且这 种改进会极大地简化纯化步骤的工程设计。在所述自动化的系统中，将THF注射进柱底部， 并在正压下穿过顶部流出。以此方式，MIDA硼酸酯(其被固定化在柱顶部附近)具有最小的 在THF中的负载距离(具有最小的柱体积)，因而可以使用于洗脱MIDA硼酸酯的THF的量最小 化。据信，在相同柱上在分开的时间时以相反方向流动溶剂，不是标准的色谱法实践。
迭代该去保护、交叉偶联和纯化的三步循环，直到达到最终的结构单元偶联步骤。 为了使效率最大化，通过在水性碱性条件下原位水解最后的MIDA硼酸酯，进行在每个过程 中的最终的偶联反应。在该背景下，“缓释”交叉偶联可以帮助使该最终偶联反应的收率最 大化。与在肽、寡核苷酸和寡糖偶联中使用的方案类似地，如果各个结构单元含有其它类型 的保护基，在终产物的自动化色谱纯化之前使用手工执行的去保护反应共同地除去它们 (图1B)。
小分子天然产物的制备
利用该新颖的台式小分子合成装置，通过以完全自动化的方式制备一系列小分子 天然产物来试验它的能力，所述天然产物源自不同的生物合成类别，包括多萜烯、脂肪酸和 氧化偶联物(图2)。在下面的范例部分中，提供了选择的反应的细节。在理想化的ICC方案 中，仅使用立体特异性的交叉偶联反应构建这样的小分子，以迭代地装配结构单元集合，所 述结构单元都具有以正确氧化状态预安装的所需官能团且具有所需的立体化学关联(这 些合成所需的几种结构单元是商购可得的)。
作为所有脊椎动物的视觉的生色团、集光细菌紫膜质复合物和哺乳动物生理学中 的一种关键维生素的衍生物，多萜(polyterpine)-衍生的天然产物视黄醛是化学、生物学、 物理学和医学中的广泛研究的焦点。因而，该天然产物和它的许多衍生物的完全自动化合 成途径必将对所有这些研究领域产生广泛的影响。使用2个偶联循环来结合结构单元BB4、 商购可得的BB5和BB6，自动化地合成了该天然产物(图2A)。
荧光脂质β-姜饼树酸源自脂肪酸生物合成，且已经被证实在脂质双层膜的宽范围 的结构和功能研究中非常有用。为了证实存在于小分子中的模块性甚至在生物合成类别之 间交叉，在β-姜饼树酸的自动化制备中使用相同的商购可得的结构单元BB52次。具体地，3 个迭代偶联循环导致结构单元BB7、BB5、BB5和BB8的自动化装配，以有效地制备该小分子靶 标(图2B)。
在另一个实施例中，新木脂体N-甲基酪氨酸(A.Arnone，V.DiModugno，G.Nasini， O.V.dePavaGazz.Chim.Ital.1990，120，397-401)是源自共有结构单元(在该情况下，源 自苯丙氨酸的苯丙素结构单元)的氧化偶联的模块天然产物(S.R.Angle，K.D.Turnbull， J.Org.Chem.1993，58，5360-5369)。象其它衍生物一样，基于该结构单元的生物合成策略产 生实质的模块性。例如，存在于MIDA硼酸酯BB9中的丙烯基片段出现在宽范围的天然产物 中，且该结构单元现在是商购可得的。如下自动地合成N-甲基酪氨酸：相继偶联BB9、BB10、 BB11和BB12，随后进行甲氧基甲基(MOM)醚的最后总体去保护。这类总体去保护与用于将自 动合成的肽、寡核苷酸和寡糖去保护的方法类似。参见图2C。
如图2D所示，将从商购可得的MIDA硼酸酯BB1开始，自动地装配令人感兴趣的PK/ NRPS-衍生的天然产物crocacinC。预期2个使用BB2和BB3的自动化偶联循环会产生所述天 然产物。
还提出，自动化的ICC的简单且灵活的性质，可能实现特定小分子的衍生物的快速 制备，这具有驱动它的功能的基础研究的潜力。具体地，如上所述，由于它在宽范围的科学 学科中的特殊重要性，视黄醛已经被化学家、生物学家、生物物理学家和分子工程师广泛地 研究。双键立体化学与该天然产物的功能密切相关，研究这些关联需要有效地制备化学纯 的形式的这些立体异构体。此外，用13C原子位点选择性地标记的视黄醛衍生物对于由NMR光 谱法介导的生物物理学研究而言是非常有价值的。公认的是，通过将替代性的MIDA硼酸酯 结构单元(其具有期望的立体化学和预安装的位点特异性的13C标记)整合进上述的自动化 合成过程中，ICC方案可能简单地解决这2个合成挑战(图3A)。具体地，预期结构单元BB4、 (E)-BB5、(Z)-BB5、(E)-13C2-BB5、(Z)-13C2-BB5、BB6和13C2-BB6的不同组合的完全自动化的迭 代偶联会产生6种不同的视黄醛衍生物，它们代表2种可能的立体异构体，各自以3种独特的 模式被13C标记(图3B)。
自动化的ICC也具有大幅加快生物活性小分子天然产物的许多衍生物的制备的理 论能力，其目的是提高它们的药用潜力。作为一个具体实施例，N-甲基酪氨酸仅代表非常大 的新木脂体天然产物家族中的一个成员。这些天然产物中的许多表现出令人感兴趣的抗真 菌性质、抗利什曼原虫性质、抗血管生成性质、抗风湿性性质、抗肿瘤性质和/或降血脂性 质，并且几种已经被用作用于开发新药物的先导化合物(S.Apers，A.Vlietinck， L.Pieters，Phytochem.Rev.2003，2，201-217)。为了研究自动化的ICC用于制备该天然产物 家族的结构类似物的潜力，已经预先装配了4组结构单元，它们代表在许多这样的化合物中 共同出现的不同子结构。预见到，完全自动化的ICC可以用于以所有可能的组合连接这些结 构单元，以产生受保护形式的4种新木脂体天然产物和20种新颖的新木脂体类似物(图4B)。 在除去羟基保护基和自动化的HPLC纯化以后，预期以适用于生物学测定的量生成所有这些 天然产物和天然产物衍生物。
用于小分子合成的完全自动化的ICC平台的开发，代表向增加在实验室中制备小 分子的效率和灵活性迈出的重要一步。尽管某些类型的小分子(例如，具有许多Csp2-Csp2键 的那些)目前比其它小分子更适合该方案，Suzuki-Miyaura反应的快速扩大的范围(其逐渐 包括Csp3偶联配偶体)(M.R.Netherton，G.C.Fu，Adv.Synth.Catal.2004，346，1525-1532) 提示，该方案的潜在通用性是巨大的。该合成装置会继续将小分子合成能力扩展至非化学 领域，并最终将帮助小分子科学中的限速步骤从实现合成转移至理解功能。鉴于小分子的 功能能力可能扩展至远远超过目前所理解或利用的范围，本文所述的开发必将在科学和医 学中产生广泛的影响。
定义
冠词“一个”和“一种”在本文中用于表示一个/种或超过一个/种(即，至少一个/ 种)该冠词的语法对象。作为实例，“一个元件”是指一个元件或超过一个元件。
在本文中(在说明书中和在权利要求书中)使用的短语“和/或”应当理解为是指， 如此连接的要素中的“任一个或两者”，即，所述要素在有些情况下共同存在，且在其它情况 下分开存在。用“和/或”列出的多个要素应当以相同的方式解释，即，如此连接的要素中的 “一个或多个”。除了用“和/或”从句特别指出的要素以外的其它要素可以任选地存在，无论 与特别指出的那些要素是否相关。因而，作为一个非限制性实例，当与开放式语言(诸如“包 含”)结合使用时，对“A和/或B”的提及可以：在一个实施方案中，是指仅A(任选地包括除了B 以外的要素)；在另一个实施方案中，是指仅B(任选地包括除了A以外的要素)；在另一个实 施方案中，是指A和B二者(任选地包括其它要素)；等
在本文中(在说明书中和在权利要求书中)使用的“或”应当理解为具有与上面定 义的“和/或”相同的含义。例如，当分隔在列表中的项目时，“或”或“和/或”应当解释为包含 式，即，包含多个要素或要素列表中的至少一个(但是也包含超过一个)，并且任选地包含其 它未列出的项目。仅仅明确地相反地指出的措词，诸如“......的仅仅一个”或“......的严 格一个”，或者当在权利要求书中使用时，“由......组成”将表示包含多个要素或要素列表 中的严格一个要素。一般而言，当前面缀有诸如“任一个”、“之一”、“仅仅之一”或“严格之 一”等排它性术语时，本文使用的术语“或”应当仅仅解释为表示互斥的二选一(即“一个或 另一个，但不是二者”)。当在权利要求书中使用时，“基本上由......组成”应当具有如在专 利法律领域中使用的普通含义。
如在本文中(在说明书中和在权利要求书中)使用的，在提及一个或多个要素的列 表时，短语“至少一个”应理解为是指，选自该要素列表中的任何一个或多个要素的至少一 个要素，但不一定包含至少一个的在该要素列表中具体列出的每个和各个要素，并且不排 除要素列表中的要素的任何组合。此定义还允许可以任选地存在除了短语“至少一个”所提 到的要素列表中具体指出的要素以外的要素，无论所述要素与具体指出的要素是否相关。 因而，作为一个非限制性实例，“A和B中的至少一个”(或者等同地“A或B中的至少一个”，或 者等同地“A和/或B中的至少一个”)可以：在一个实施方案中，表示至少一个A，任选地包含 超过一个A，而B不存在(并且任选地包含除B以外的要素)；在另一个实施方案中，表示至少 一个B，任选地包含超过一个B，而A不存在(并且任选地包含除A以外的要素)；在另一个实施 方案中，表示至少一个A，任选地包含超过一个A，以及至少一个B，任选地包含超过一个B(并 且任选地包含其它要素)：诸如此类。
还应当理解，除非清楚地相反指出，在本文中要求保护的包含超过一个步骤或动 作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于所列出的该方法的步骤或动作的 顺序。
在权利要求书中，以及在上面的说明书中，所有过渡短语诸如“包含”、“包括”、“携 带”、“具有”、“含有”、“包含(involving)”、“容纳”、“制成(composedof)”等应当理解为开 放式，即，是指包括、但不限于。仅仅过渡短语“由......组成”和“基本上由......组成”分 别是封闭式或半封闭式过渡短语，如在美国专利局专利审查操作手册(UnitedStates PatentOfficeManualofPatentExaminingProcedures)第2111.03部分中所述。
范例
现在一般地描述本发明，参考下述内容将更容易地理解本发明，下述内容仅仅为 了例证本发明的某些方面和实施方案的目的而包括进来，无意限制本发明。
实施例1--通用装置设计原理
自动化小分子合成仪的一个实施例显示在图1D(照片)和图5(示意图)中。该定制 设计的装置可以同时执行8种小分子的完全自动化合成。每个合成由1-3个迭代偶联过程组 成，其中每个偶联过程可以包括去保护步骤、交叉偶联步骤和纯化步骤。所述装置的构造以 8个主注射泵为中心。每个主注射泵专用于仅一种合成。这8个主注射泵独立地运行，以平行 地执行迭代偶联过程。每种合成的资源被隔离开，使得每个主注射泵不会接近其它主注射 泵的资源，但是具有下述例外：所有溶剂和所有产物输出端口由所有主注射泵共有。另外， 使用一个辅助注射泵作为纯化步骤的共享资源。使用另一个辅助注射泵作为操作所有水溶 液的共享资源。运行该机器的定制设计的软件管理如何分配所述共享资源。
标准阀。阀模块购自J-KEMScientific(部件编号Syr-CS4)，并通过RS485连接至 控制计算机的USB连接。每个阀模块配有4个八端口流选择阀(J-KEM，部件编号SPDV-CS8)。 每个阀将输入流(其穿过所述阀的中心进入)连接至8个可能的输出流(端口A至H)之一。标 准阀的位置显示在图5中。
注射泵阀。每个注射泵配有一个八端口流选择阀(J-KEM，部件编号SPDV8)，其中输 入流从在端口“E”前面紧邻连接的注射器进入。端口“E”被注射器部分地封闭，且需要 flush-net配合(IDEXHealthandScience，部件编号F-358)来连接输出流。注射泵阀的位 置显示在图5中。
注射泵。注射泵购自J-KEMScientific(部件编号SYR1400-8用于P1-P8，部件编号 SYR-1400PC用于P9和P10)，并通过RS485连接至控制计算机的USB连接。每个注射泵配有1个 八端口流选择阀(J-KEM，部件编号SPDV8)和1个10mL玻璃注射器，所述玻璃注射器配有特氟 隆柱塞(J-KEM，部件编号SPGS-10000)。所述注射泵以0.0mL/min至70.0mL/min的速率(每阶 0.0029mL)抽取和注射。注射泵的位置显示在图5中。
反应管。为了使交叉污染最小化，并允许快速地设置合成，所有化学操作都在购自 Luknova(产品号FC003012)的一次用弃的聚丙烯管中进行。所述管的尺寸是21mmx120mm (内径x长度)。所述管的底部配有21mm直径x5mm高度的玻璃料。所述管的底部可通过凸形路 厄尖头接近，而所述管的顶部被含有凹形路厄端口的不透气螺纹帽密封。所述管容纳最多 25mL的溶剂体积。反应管的实例显示在图6和8中。
管道和配件。所有管道和配件购自IDEXHealthandScience。在所述机器中使用 的管道是0.030英寸(内径)x1/16英寸(外径)特氟隆FEP管道(部件编号1520xL)。所有管道 连接件由1/16英寸ETFE无凸缘的金属环(部件编号P-200x)和1/4-28缩醛配件(部件编号P- 202x)制成。凸形路厄配件(部件编号P-625)和凹形路厄配件(部件编号P-658)分别是ETFE 和PEEK。管和配件的实例显示在图6中。
实施例2--装置的计算机控制
一般程序化设计原理。所有装置设备都受定制程序控制，所述定制程序使用 MicrosoftVisualBasic2008ExpressEdition以VB.NET书写。所述装置受运行Windows Vista的单台计算机控制。将装置设计成在8个主注射泵中的每一个上独立地运行实验。每 个主泵可以随意开启和停止，而不会影响其它泵。此外，为了使实验成功地执行，同时执行 实验的脚本不需要相同，也不需要使它们同步化。将程序设计成管理共享资源(诸如共同的 阀设备和辅助注射泵以及在COM端口上的带宽)的分布。
设置和修改用于执行实验的脚本被设计成简单的和灵巧的。为此目的，开发了简 单的定制脚本语言。所述脚本语言含有用于将指令发送给虚拟机的小命令集合，管理这些 操作的定时，和锁定/解锁向共享资源的接近。所述程序用作该定制脚本语言的解释程序， 并将虚拟机指令映射至所需装置硬件。以此方式，相同的脚本可以不经修改地用在任意主 注射泵上。
与装置设备通信。使用计算机的串行端口，将命令发送至装置设备。装置设备的 RS485串行端口与串行-至-USB转换器相连，后者与计算机相连。每个COM端口可以寻址最多 16块设备，其中一块设备定义为阀或注射泵。注射泵可以额外地控制或不控制电磁阀。根据 配置，与装置的通信分配在4个COM端口之间。可以以不超过每隔20毫秒的速率将命令发送 至设备。为了强化该显示，所述程序保持一队要发送给设备的命令。由设备识别的命令是： 将阀移动至特定端口，报告阀的当前位置，以特定速率将注射器柱塞移动至特定位置，将电 磁阀开启/关闭，和报告设备是否已经结束执行前一命令。
程序体系结构。每个阀和每个注射泵在程序上被表示为“设备对象”。这些设备对 象中的每一个给赋予一个标识符，所述标识符可以用于将脚本语言的命令映射至由设备对 象代表的实际硬件。给每个主泵分配一个“泵对象”，所述泵对象是所有设备对象的容器，其 代表主泵可利用的资源。单个泵对象不含有每个设备对象，但是每个设备对象被包含在至 少一个泵对象中。当在主泵上执行实验时，脚本化的命令列表作为文本文件传送给对应的 泵对象。所述泵对象负责校对、解释和执行脚本化的命令和在适当时更新图形用户界面 (GUI)。
脚本执行。当泵对象收到命令行的文本文件时，所述泵对象将每个命令行解释成 “命令对象”。所述命令对象含有执行所述命令必需的所有信息。建立命令对象以后，将它输 入由所述泵对象管理的队列中。在该过程中，校对脚本以鉴别会阻止所述代码被适当执行 的任何语法错误。然后如下执行所述脚本：从所述队列中检索项目，通过COM端口将适当的 命令发送给设备，定期检查机器设备的状态，直到命令结束，然后对于队列中的下一个命令 重复该过程。
脚本语言。所述脚本语言含有下述命令，并指示了它们的用法：
实施例3--化学合成
一般规程。所有化学操作都在购自Luknova(产品号FC003012)的聚丙烯管中进行。 所述管的尺寸是21mmx120mm(内径x长度)。所述管的底部配有21mm直径x5mm高度的玻璃料。 所述管的底部可通过凸形路厄尖头接近，而所述管的顶部被含有凹形路厄端口的不透气螺 纹帽密封。所述管容纳最多25mL的溶剂体积。
去保护管。为了实现自动化，使用AmberlystA26(OH)树脂，开发了一种新颖的 MIDA硼酸酯去保护方法。AmberlystA26(OH)购自Sigma-Aldrich，并在N2气氛下在4℃保 存。在剧烈搅拌下，用MeCN(50mL)洗涤AmberlystA26(OH)(20mL的混悬液体积)2次，每次洗 涤60秒。在快速空气流下蒸发残余的溶剂5分钟，直到树脂的颜色为淡米色且可自由流动。 向每个聚丙烯管中加入Amberlyst树脂(对于每1.0mmol的要去保护的MIDA硼酸酯，2.0g树 脂)，并且任选地加入MIDA硼酸酯原料。给所述管盖上盖子，然后放在机器上，其中底部路 厄尖头与去保护台连接，顶部路厄端口被铝箔覆盖。
干燥和脱气管。给聚丙烯管装载西莱特活化的分子筛(8-12目)和K2CO3。这些试剂的量与在干燥/脱气之前在去保护步骤中使用的AmberlystA26树脂的量成比例，如下所述。在所述固体床上放置塑料柱塞，所述塑料柱塞取自5mL聚丙烯注射器(Fisher#14-817-28，Norm-Ject)的柱塞。所述柱塞防止固体在脱气步骤过程中升高。给所述管盖上盖子，然后放在机器上，其中底部路厄尖头与脱气台连接，顶部路厄端口与气体歧管连接。
反应管。为了辅助少量Pd(OAc)2和S-Phos的转移，如下将这些试剂吸附在Cs2CO3上。向40mL玻璃瓶中加入Pd(OAc)2(22mg)和Cs2CO3(2.723g)。向该瓶中加入THF(10mL)，并在 真空中浓缩混悬液，得到淡琥珀色粉末，为Pd-混合物。向40mL玻璃瓶中加入S-Phos(76mg) 和Cs2CO3(2.667g)。向该瓶中加入THF(10mL)，并在真空中浓缩混悬液，得到白色粉末，为 SPhos-混合物。
向聚丙烯管中加入搅拌棒(BigScienceInc.，SBM-1508-REH)、卤化物 (0.333mmol)、Pd-混合物(488mg，5％Pd)和SPhos-混合物(488mg，10％S-Phos)。对于水性偶 联，向管中加入KOH片(75mg，1.7mmol)。给管盖上修改的帽(参见细节)，并放在加热块中。管 底部与反应台连接，管顶部向气体歧管排气，第二个顶部输入与反应台连接，用于加入硼 酸。基于以前公开的“缓释”交叉偶联报告，经由注射泵缓慢地加入硼酸，以使原位分解最小 化，并由此使收率最大化。
自动化。根据下述完全自动化的脚本，进行在自动化过程中的每个交叉偶联：
去保护1)将THF(5mL)加入去保护管中
2)通过气体鼓泡，将所述混合物搅拌60分钟
3)加入AcOH在THF中的溶液(4.0M，5.0mmol/1.0gAmberlyst树脂)
4)通过气体鼓泡，将所述混合物搅拌15分钟
5)将所述溶液转移至干燥管，用THF(5x1.0mL)洗涤树脂
6)用氩气将所述混合物鼓泡15分钟
7)在用氩气将反应管鼓泡15分钟的同时，每2分钟通过气体鼓泡来搅拌THF混合物
交叉偶联8)将THF(3mL)加入反应管中，并将所述混合物搅拌10min。
9)历时120min，将硼酸溶液从干燥管转移至反应管，用THF(3x1.0mL)洗涤固体
10)将所述反应混合物在150rpm搅拌22小时。
纯化11)将己烷类(12mL)加入ppt.室，然后将一部分反应溶液(3mL)加入ppt.室。
12)穿过SiO2塞抽取ppt.室中的溶液，并送至废物容器
13)重复步骤11和12，直到所有反应溶液都已经被转移
14)将Et2Ow/MeOH(1.5％v/v)(7.5mL)加入ppt.室，穿过SiO2塞抽取溶液，并送至 废物容器。另外重复4次。
15)将Et2O(7.5mL)加入ppt.室，穿过SiO2塞抽取溶液，并送至废物容器。另外重复2 次。
16)使氩气穿过SiO2塞流动3分钟，以蒸发残余的溶剂。
17)将THF(6.8mL)加入ppt.室
18)穿过SiO2塞抽取THF溶液，然后将所述溶液注射回ppt.室中。另外重复2次。
19)穿过SiO2塞抽取THF溶液，并将所述溶液注射进用于下一反应的去保护管中。 下一反应在步骤1处开始。
直接释放/水性偶联改进(通常作为自动化合成的最后一步来执行)。该过程从一 般自动化脚本(上述)的步骤19以后开始。
1)用氩气将THF溶液鼓泡15分钟，所述THF溶液来自前一交叉偶联的纯化。
2)将所述THF溶液一次性地转移至反应管。
3)将所述混合物搅拌5分钟。
4)将脱气的H2O(2mL)加入反应管中。
5)将所述反应混合物在室温搅拌12小时。
6)加入NH4Cl水溶液(2.5mL)，混合5分钟，然后抽取整个混合物，并将其转移至产 物试管。
β-姜饼树酸。根据一般规程执行所有步骤。如下给机器配备试剂管。
步骤1.给机器装配：装载了Amberlyst树脂(2.0g)和MIDA硼酸酯1(211mg，1.0mmol)的去保护管；装载了分子筛(2.0g)、K2CO3(2.0g)和西莱特(0.2g)的干燥管；和装载了Pd-混合物(488mg)、SPhos-混合物(488mg)和硼酸酯2(103mg，0.333mmol)的反应管。
步骤2.给机器装配：装载了Amberlyst树脂(1.0g)的去保护管；装载了分子筛(1.0g)、K2CO3(1.0g)和西莱特(0.1g)的干燥管；和装载了Pd-混合物(244mg)、SPhos-混合物(244mg)和硼酸酯2(34mg，0.11mmol)的反应管。
步骤3.给机器装配：去保护管(空的，但是用于鼓泡MIDA硼酸酯溶液)以及装载了 Pd-混合物(60mg)、SPhos-混合物(60mg)、KOH(75mg，1.7mmol)和卤化物3(11mg，0.037mmol) 的反应管。
自动化.以完全自动化的方式没有操作员干预地进行合成。按照标准脚本执行步 骤1和步骤2，并按照标准脚本的直接释放/水性偶联改进执行步骤3。如下手工地纯化从机 器输出的水性混合物：将所述混合物转移至60mL分液漏斗，并用饱和NH4Cl水溶液(10mL)稀 释。用Et2O(20mL)萃取所述混合物2次，并用盐水(20mL)洗涤合并的有机物；经MgSO4干燥；过 滤，然后在真空中浓缩。通过SiO2色谱法纯化黄色残余物，得到β-姜饼树酸，为白色固体(尚 未确定收率)。合成产物的1H-NMR(CDCl3)谱与文献数据完全一致(Lee，S.J.；Gray，K.C.； Paek，J.S.；Burke，M.D.J.Am.Chem.Soc.，2008，130，466-468)。
为了表征每个步骤的效率和表征所有中间体，重复步骤1，并将在标准脚本的第19 行中产生的MIDA硼酸酯溶液分入试管中，然后浓缩，得到纯的中间体4，为无色固体(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。
重复步骤1和步骤2，并将在第二次偶联(标准脚本的第19行)过程中产生的MIDA硼 酸酯溶液分入试管中，然后浓缩，得到纯的中间体5，为无色固体(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。
全反式视黄醛.根据一般规程执行所有步骤。如下给机器装配试剂管。
步骤1.给机器装配：装载了Amberlyst树脂(1.0g)和MIDA硼酸酯6(173mg，0.500mmol)的去保护管；装载了分子筛(1.0g)、K2CO3(1.0g)和西莱特(0.1g)的干燥管；和装载了Pd-混合物(244mg)、SPhos-混合物(244mg)和硼酸酯2(52mg，0.111mmol)的反应管。
步骤2.给机器装配：装载了Amberlyst树脂(0.5g)的去保护管；装载了分子筛(0.5g)、K2CO3(0.5g)和西莱特(50mg)的干燥管；和装载了Pd-混合物(82mg)、SPhos-混合物(82mg)的反应管。给一个单独的聚丙烯管装载卤化物7(0.056mmol)在脱气的THF(3mL)中的溶液。
自动化.以完全自动化的方式没有操作员干预地进行合成。按照标准脚本执行步 骤1。按照标准的直接释放/水性偶联改进脚本执行步骤2，但是具有下述额外改进：在标准 脚本的第8行中使用的THF是含有卤化物7的溶液整体。此外，在第10行以后停止步骤2的脚 本，并将所述反应溶液输出至试管。如下手工地纯化产物：在真空中浓缩反应溶液，并使用 Isco-TeledyneCombiFlash系统通过SiO2色谱法纯化固体黄色残余物，得到全反式视黄 醛，为黄色固体(3.3mg，20％)。所述产物的1H-NMR(CDCl3)谱与文献数据完全一致(Lee， S.J.；Gray，K.C.；Paek，J.S.；Burke，M.D.J.Am.Chem.Soc.，2008，130，466-468)。
实施例4-纯化平台的通用性
为了确立新颖的纯化平台的通用性，试验了它的纯化一系列MIDA硼酸酯(代表不 同范围的结构，包括芳基、杂芳基、炔基、烯基和烷基衍生物)的能力。简而言之，通过将每种 MIDA硼酸酯(1当量)(表1)与甲苯基-硼酸(1当量)和钯催化剂(0.1当量)在THF中混合，制备 模拟粗反应混合物。然后通过本文详细描述的杂合沉淀/捕获和释放平台，对这些混合物中 的每一种进行完全自动化的纯化。在该过程结束时，通过1HNMR判断，以＞90％纯度得到所 有这些MIDA硼酸酯(参见图11-26)，并且回收的MIDA硼酸酯的收率是比较显著的(表1)。
表1.从模拟粗反应混合物纯化
操作的细节如下。
催化剂溶液的预活化：在配有PTFE包被的磁力搅拌棒的8mL闪烁瓶中混合乙酸钯 (II)(0.001875mmol，2.5mol％)和要进行纯化的SPhos(0.00375mmol，5m0l％)，并放在氩气 氛下。加入THF，以产生0.01M催化剂储备溶液(就乙酸钯(II)而言)，将它在室温剧烈搅拌 30min，以产生橙色、黄色或澄清溶液。在该活化过程以后，将1mL催化剂储备溶液加入在含 有模拟反应混合物的聚丙烯筒内的溶液中。
模拟反应室的制备和安装：给一个新的配有玻璃料的12gLuknova聚丙烯筒装载 MIDA硼酸酯(0.075mmol，1当量)、4-甲基苯硼酸(0.075mmol，1当量)和THF(10mL)。加入预活 化的催化剂溶液以后，将所述筒安装进自动化合成仪的反应块内的路厄配件中。所有筒就 位以后，使用计算机界面运行自动化的纯化例程。将样品作为THF溶液收集进去了皮重的 40mL闪烁瓶中。
从纯化回收的物质的浓缩、共沸干燥和分析：在旋转蒸发器上在减压下浓缩THF溶 液，然后将残余物与二氯甲烷(3x5mL)共沸，以除去残余的溶剂。然后将这些残余物在真空 下放置12-36小时，此后通过将在丙酮-d6中的1HNMR与期望的MIDA硼酸酯标准样品和与取 自模拟反应混合物的样品进行对比，确定收率和纯度。
自动化的纯化详细方案
1)在背景(background)中，辅助泵抽吸6mL己烷类，并将其穿过硅胶柱递送至沉淀 室底部。将该过程重复1次，共使用12mL己烷类。
2)主泵从反应室底部抽吸9mL反应混合物，并穿过底部返回6mL，以确保不超过3mL 被递送至沉淀室。
3)主泵将3mL反应混合物递送至含有12mL己烷类的沉淀室的顶部。这会诱导MIDA 硼酸酯从THF溶液中沉淀出来。主泵然后将2个10-mL干燥氮气塞递送至沉淀室底部(绕过硅 胶柱)，以移动搅拌棒。
4)辅助泵从底部抽吸在沉淀室中的混悬液，并穿过硅胶柱。将洗脱液送至废物容 器。
5)将步骤1-4重复另外3次，以将所有反应混合物发送至沉淀室。
6)主泵抽吸1.5mLTHF，并将它作为冲洗液递送至反应室顶部。重复步骤1-3。
7)主泵抽吸1.5mLTHF，并将它作为冲洗液递送至反应室顶部。重复步骤1-3。
8)重复步骤4。
9)重复步骤1-4。
10)重复步骤4。
11)主泵抽吸6.5mL1.5％(v/v)MeOH在Et2O中的溶液，并将它递送至沉淀室顶部。 将该过程重复1次，共递送13mL溶剂。
12)主泵将2个10-mL干燥氮气塞递送至沉淀室底部(绕过硅胶柱)，以移动搅拌棒。
13)重复步骤4。
14)重复步骤11-13。再次重复步骤4。
15)使用Et2O替代1.5％(v/v)MeOH在Et2O中的溶液，将步骤11-13重复2次。将步骤4 重复另外2次，以使硅胶柱脱水。
16)用2x1mLTHF冲洗辅助泵，以洗掉任何残余的MeOH。将THF洗液送至废物容器。
17)辅助泵抽吸6mLTHF，并穿过硅胶柱缓慢地递送至沉淀室底部。将该过程重复1 次，共使用12mLTHF。
18)主泵抽吸5mL干燥氮气，并将其递送至沉淀室底部(绕过硅胶柱)以搅拌混悬 液，从而促进混合的MIDA硼酸酯溶解。该过程进行40次。
19)主泵将MIDA硼酸酯的THF溶液抽吸出沉淀室底部(绕过硅胶柱)。将溶液递送至 收集管。将该抽吸/递送重复另外5次，以确保完全转移。
20)辅助泵将硅胶柱中的残余THF推入沉淀室底部中作为冲洗液。
21)主泵抽吸5mL干燥氮气，并将其递送至沉淀室底部(绕过硅胶柱)以搅拌混悬 液，从而促进混合的MIDA硼酸酯溶解。该过程进行5次。
22)主泵将THF冲洗液抽吸出沉淀室底部(绕过硅胶柱)。将溶液递送至收集管。
宽范围的具有结构差异的MIDA硼酸酯的该研究的结果证实，所述杂合沉淀/捕获 和释放纯化策略是非常通用的。
实施例5--水性去保护模块
使用上述的水性去保护策略和模块，进行苯基MIDA硼酸酯、三烯基MIDA硼酸酯和 丁烯基MIDA硼酸酯的自动化水性去保护。
苯基MIDA硼酸酯的自动化水性去保护，得到苯硼酸。随后与乙烯基碘双功能结构 单元进行自动化交叉偶联，在手工纯化以后以77％收率得到期望的偶联产物。参见图28A。
三烯基MIDA硼酸酯的自动化水性去保护，得到三烯基硼酸。随后与乙烯基碘双功 能结构单元进行自动化交叉偶联，在手工纯化以后以66％收率得到期望的偶联产物。参见 图28B。
丁烯基MIDA硼酸酯的自动化水性去保护，得到丁烯基硼酸。随后与二烯基乙烯基 碘双功能结构单元的异构混合物进行自动化交叉偶联，在自动化的纯化以后以75％收率得 到期望的异构的三烯基偶联产物。参见图28C。
实施例6--使用水性去保护模块完全自动化合成全反式视黄醛
如下制备第一去保护管：向一个新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova，Mansfield， MA，02048，部件编号FC003012)中加入三烯基MIDA硼酸酯(345.2mg，1mmol，9当量)。向其中 加入氢氧化钠(120.0mg，3mmol，27当量)。给该筒盖上它的凹形路厄-端口螺旋帽。给该路厄 端口连接已经除去柱塞的5-mL聚丙烯注射器桶(Henke-Sass，WolfGmbH，Tuttlingen，德 国，78532，部件编号A5)。用铝箔包裹该第一去保护管。
如下制备第二去保护管：向一个新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova，Mansfield， MA，02048，部件编号FC003012)中加入氢氧化钠(40.0mg，1mmol，9当量)。用清洁的剃刀刀片 将氢氧化钠片刮至适当的尺寸，并迅速地集中以使大气水分的吸附最小化。给该筒盖上它 的凹形路厄-端口螺旋帽。给该路厄端口连接已经除去柱塞的5-mL聚丙烯注射器桶(Henke- Sass，WolfGmbH，Tuttlingen，德国，78532，部件编号A5)。用铝箔包裹该第二去保护管。
如下制备第一和第二预干燥管：向一个新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova，Mansfield，MA，02048，部件编号FC003012)中加入西莱特545助滤剂(800mg，未经过酸洗，AcrosOrganics，产品编号349670025，批号A0287832)。向其中加入无水硫酸镁(2.1g，ReagentPlus，≥99.5％，Sigma-Aldrich，产品编号M7506，批号080M0246V)。用药刀混合这2种固体，直到看起来均匀。在所述固体混合物的上面放置5-mL聚丙烯注射器柱塞(Henke-Sass，WolfGmbH，Tuttlingen，德国，78532，部件编号A5)，所述柱塞被手工地切至大约6.5cm的长度。给该筒盖上它的凹形路厄-端口螺旋帽。用小正方形(大约1cmx1cm)的铝箔紧密地覆盖路厄端口。用铝箔包裹每个预干燥管。
如下制备第一和第二干燥管：向一个新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova，Mansfield，MA，02048，部件编号FC003012)中加入西莱特545助滤剂(300mg，未经过酸洗，AcrosOrganics，产品编号349670025，批号A0287832)。向其中加入活化的分子筛(3.6g，-325目，Sigma-Aldrich，产品编号688363，批号MKBF4010V)。在300℃、环境压力活化分子筛24h，并在真空干燥器中在干燥氩气下在硫酸钙(Drierite)上冷却/储存。不混合这2种固体。在铺层的固体的上面放置5-mL聚丙烯注射器柱塞(Henke-Sass，WolfGmbH，Tuttlingen，德国，78532，部件编号A5)，所述柱塞被手工地切至大约5.5cm的长度。给该筒盖上它的凹形路厄-端口螺旋帽。用铝箔包裹每个干燥管。
如下制备第一和第二脱氧/浓缩管：给一个新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova， Mansfield，MA，02048，部件编号FC003012)盖上它的凹形路厄-端口螺旋帽。用铝箔包裹每 个脱氧/浓缩管。
如下制备第一反应管：向一个新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova，Mansfield，MA， 02048，部件编号FC003012)中加入4-g玻璃料(Luknova，Mansfield，MA，02048，部件编号 FC003004)。用穿入12-g玻璃料中的26G铬镍合金A丝，将该玻璃料同中心地固定在12-g筒玻 璃料上。向该反应管中依次加入无水磷酸钾(1.39g，3mmol+750mg，27当量+750mg，97％， AlfaAesar，产品编号L15168，批号L02U015)、乙酸钯(II)(1.9mg，0.0083mmol，2.5mol％， ≥99.9％，Sigma-Aldrich，产品编号520764，批号1000824996)、2-二环己基膦基-2’，6’-二 甲氧基-1，1’-联苯(Sphos，6.8mg，0.017mmol，5mol％，98％，StremChemicals，产品编号 15-1143，批号18526300)、乙烯基碘MIDA硼酸酯(103.0mg，0.33mmol，3当量)和PTFE包被的 稀土磁力搅拌棒。在100℃研钵和研棒中新鲜研磨磷酸钾。给该筒盖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组成：具有弯曲部(大约45°)的标准凹形路厄-端 口帽，穿过所述帽安装的1.5英寸、18G、一次用弃的针头，和插入路厄端口中的Kimwipe小 球。重要的是，在安装以后，从针头的内侧除去脱芯的(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，部件编号FC003004)。
如下制备沉淀管：向一个新的配有玻璃料的12-g筒(Luknova，Mansfield，MA，02048，部件编号FC003012)(其配有PTFE包被的磁力搅拌棒)中加入西莱特545助滤剂(150mg，未经过酸洗，AcrosOrganics，产品编号349670025，批号A0287832)和3-氨基丙基官能化的硅胶(250mg，40-63μm，大约1mmol/gNH2，Sigma-Aldrich，产品编号364258，批号79096HM)。给该筒盖上它的凹形路厄-端口螺旋帽。向该筒中加入己烷类(5mL，试剂级)，并将得到的混悬液剧烈搅拌，以混合固体。使混合的混悬液沉降大约5秒，然后通过用注射器迫使环境空气塞穿过筒顶部，排出溶剂。该过程将搅拌棒牢固地嵌入固体中，以防止在使用沉淀管之前发生搅拌。用铝箔包裹该沉淀管。
如下制备硅胶色谱柱：使用未官能化的硅胶，从定制PTFE配件新鲜制备硅胶色谱 柱。所述筒依照4-g筒(Luknova，Mansfield，MA，02048，部件编号FC003004)模型化，但是由 PTFE(替代聚丙烯)制成。向清洁的配有玻璃料的柱中加入硅胶。这通过穿过底部凸形路厄 尖头配件的真空抽吸来实现。该过程确保硅胶塞的紧密的、均匀的填塞。用药刀手工地除去 多余的硅胶，并将4-g玻璃料(Luknova，Mansfield，MA，02048，部件编号FC003004)放在二氧 化硅塞上面。给该配有双玻璃料的筒盖上它的凹形路厄-端口螺旋帽，并使用PTFE带确保封 严。
如下制备第二个反应器：向配有PTFE包被的磁力搅拌棒的无焰干燥的7-mL玻璃瓶 中，加入乙酸钯(II)(1.2mg，0.0056mmol，5mol％，≥99.9％，Sigma-Aldrich，产品编号 520764，批号1000824996)、2-二环己基膦基-2’，6’-二甲氧基-1，1’-联苯(Sphos，4.6mg， 0.011mmol，10mol％，98％，StremChemicals，产品编号15-1143，批号18526300)和无水磷 酸钾(212mg，1mmol，9当量，97％，AlfaAesar，产品编号L15168，批号L02U015)。在100℃研 钵和研棒中新鲜研磨磷酸钾。用PTFE-衬里的隔膜螺旋帽密封该瓶。穿过所述隔膜，添加1.5 英寸、20G、一次用弃的针头，所述针头与干燥的氩气管线连接。然后，穿过所述隔膜，添加 1.5英寸、20G、一次用弃的针头，所述针头用作排气孔。然后用干燥的氩冲洗反应瓶大约 7min。从隔膜取下排气针头，然后取下氩针头。
如下使用上述的管、容器和柱：关于反应路线图，参见图29。将去保护管(用铝箔包 裹)牢固地安装在机器上。如下安装管：将所述管的凸形路厄尖头放入机器的适当的凹形路 厄端口中，用力下压并在顺时针方向轻轻旋转(小于四分之一圈)，进行固定。将2个预干燥 管(用铝箔包裹并盖顶)牢固地安装在机器上。将2个干燥管(包裹在铝箔中)牢固地安装在 机器上。通过将修补管线连接至机器的气体歧管和管的顶部路厄端口，将每个干燥管连接 至惰性气体歧管。修补管线是大约12英寸长的管道，其两端具有凸形路厄-尖头配件。将2个 脱氧/浓缩管(包裹在铝箔中)牢固地安装在机器上。通过使排气修补管线与机器的气体歧 管和管的顶部路厄端口连接，将每个脱氧/浓缩管连接至惰性气体歧管。排气的修补管线是 大约12英寸长的管道，其在机器端具有凸形路厄-尖头配件，在管端具有Y-连接体(一个端 口与管线连接，一个端口与凸形路厄-尖头配件连接，一个端口空置)。将第一反应管牢固地 安装在机器上(在加热块中预热至40℃)，并通过使反应排气管线与管的顶部路厄端口连 接，将其连接至惰性气体歧管。然后用铝箔覆盖反应管，并设定成在600rpm搅拌。将硅胶柱 牢固地安装在机器上，并通过使洗脱液管线与柱的顶部路厄端口连接，将其连接至纯化模 块。将沉淀管(包裹在铝箔中)牢固地安装在机器上，并通过穿过管的顶部路厄端口放置洗 脱液管线(用1.5英寸、18G、一次用弃的针头固定)，将其连接至纯化模块。
然后加载并执行实验的预装配的代码，以开始自动化过程。立即开始第一个水性 MIDA硼酸酯去保护。在运行第一个去保护(室温，10min)以后，淬灭机器，并后处理得到的硼 酸溶液，然后干燥、脱氧并浓缩它。所述机器然后运行第一个缓慢加入的交叉偶联反应(40 ℃，共8h)，并纯化得到的偶联产物。所述机器然后运行第二个水性MIDA硼酸酯去保护(室 温，10min)，并随后淬灭、后处理、干燥、脱氧和浓缩得到的硼酸溶液。
在第二个交叉偶联开始之前大约5分钟，将第二个反应器放入搅拌板上的铝块(在 室温)中。穿过隔膜，连接惰性气体排气管线(用1.5英寸、20G、一次用弃的针头固定)。然后 用铝箔覆盖反应管，并设定为在600rpm搅拌。单独地，在无焰干燥的1.5-mL玻璃瓶中加入醛 (16.6mg，0.11mmol，1当量)。用隔膜螺旋帽密封该瓶，并用100μL气密的固定针头的玻璃注 射器向其中加入100μL脱氧的无水THF。手工地轻轻搅拌该瓶，以溶解醛，然后用相同注射器 加入反应瓶中。使用相同的注射器，将剩余的残余醛定量地转移至含有2x50μL脱氧的无水 THF的反应瓶。随着机器自动地将反应添加管线(用1.5英寸、22G、一次用弃的针头固定)脱 氧，穿过隔膜将它连接至反应器。所述机器然后运行第二个快速添加的交叉偶联反应(室 温，3h)。
在3小时结束时，从机器取出反应瓶，并通过填塞在移液器中的1-cm西莱特垫，过滤粗反应混合物。用3x2mL无水THF洗涤反应瓶，并通过西莱特垫过滤这些洗液。然后用3x2mL无水THF洗涤所述垫。在真空中浓缩(室温，80托)得到的澄清的深黄色滤液，与3x5mL二氯甲烷(室温，80托)一起共沸，并在高真空(30min，200毫托)除去残余的溶剂，得到深黄色/橙色粘性固体。通过硅胶快速色谱法，手工地纯化该粗产物，得到1∶0.55比例的全反式视黄醛：13-顺式-视黄醛的混合物，组合总收率为30％。
通过引用并入
在本文中提及的所有出版物和专利特此通过引用以整体并入，如同具体地且单个 地指出每篇单独的出版物或专利通过引用并入。在冲突的情况下，以本申请(包括本文中的 任何定义)为准。
等效方案
尽管已经讨论了主题发明的具体实施方案，上面的说明书是示例性的，不是限制 性的。本领域技术人员在阅读本说明书以后会明白本发明的许多变体。所附权利要求书不 是意在要求保护所有这些实施方案和变体，应当参照权利要求以及它们的等同方案的完整 范围和说明书以及这样的变体确定本发明的完整范围。