化学是一门改善人类生活的核心科学，它生产的化合物在能源、农业、制药、个人护理和香精原料等领域都有广泛应用，传统分子合成方法往往低效且不可持续。随着地球人口的增多，可持续发展也成为化学合成的重要准则。
当代化学在广泛领域实现可持续性发展似乎不太现实，能源密集型工艺、有毒的试剂、耗时的顺序目标产物的合成以及原料的浪费都阻碍着“绿色化学”的发展。
小分子药物研发是化学领域的主角之一，它的特点是高度密集的化合物合成。大中型的制药公司在筛选文库时会保留数百万种化合物。据保守估计，在药物发现过程中每年可产生多达200万公斤的废物。合成化学中实现可持续性的关键是减少废物，而反应体系小型化则为实现可持续发展提供了绝佳的机会。
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2020年，Green Chemistry报道了Harry和Alexander的工作，文章介绍了利用自动化技术在纳米级别的尺度上合成多种2，3，4-三取代喹唑啉，并通过实验设计实现了反应的可持续性，达到了绿色化学小型化、自动化和多组分反应的原则。
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图1 喹唑啉文库纳米级别合成
A. I.DOT纳升级别移液装置。B. 通过对底部有小孔的96孔源板施加压力，I.DOT可将纳升级的液体分配至任一目标板孔中。C. 96孔源板。D.384孔目标板。E.质谱分析过后的384孔板热图。F. 384孔板合成成功率饼图。
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图2 96孔源板中不同种反应物的分布排列
反应体系的构建方法如图2所示，作者将不同反应物置于96孔源板中，通过I.DOT将三种不同的反应物组合分配到384孔目标板不同的孔中，分配完成后进行反应。图1中的E和F图展示了此次反应的结果。此次反应合成了39%的主要产物和34%的次要产物。
值得一提的是，针对本文的应用，作者指出相较于声波点射技术（acoustic dispensing ejection techno logy，ADE）低液体兼容性的特点，I.DOT可实现ADE不能实现的低沸点，高挥发性液体的转移，这也是本次实验设计成功的关键。
I.DOT利用非接触式、基于压力的分配技术，实现了384孔板上的高效自动化分液。想象一下，仅需轻轻一按，就能精确释放纳升级液滴到目标板中，整个过程无需人工干预，大大提高了实验效率。
I.DOT可同时进行8通道的分液，保证了分液过程的高效，提升分液速度，大大降低了时间成本。
纳米级合成和无需枪头的特点，显著降低了合成化学对环境的影响。在可持续发展的大背景下，这样的创新无疑为我们指明了方向。
I.DOT自动化的特性减少了化学家与有害化学品的接触，从而大大提高了实验的安全性。
在实验中，I.DOT成功合成了多种2,3,4-三取代喹唑啉类化合物，并展示了良好的可扩展性。其中，一种喹唑啉甚至在10克规模下实现了73%的总产率，证明了其强大的合成能力。
科学家们正在利用I-DOT技术构建化合物库，并针对治疗靶点进行测试。我们期待这一创新技术能够带来更多突破性的成果，为人类的健康和福祉贡献力量！
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