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藥物合成反應(yīng)是化學(xué)制藥領(lǐng)域的重要環(huán)節(jié)。綠色化學(xué)是當(dāng)前化學(xué)化工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿。目前有機(jī)合成對(duì)于科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用，深刻地改變著社會(huì)生產(chǎn)和生活。從綠色化學(xué)角度研究有機(jī)合成應(yīng)用，探索綠色化學(xué)在有機(jī)合成中的應(yīng)用情況，為化學(xué)合成產(chǎn)業(yè)提供綠色發(fā)展的可持續(xù)理念。

光化學(xué)反應(yīng)平臺(tái)

近年來(lái)可見(jiàn)光催化反應(yīng)已經(jīng)成為有機(jī)化學(xué)中的前沿領(lǐng)域，作為一種強(qiáng)大的活化小分子的手段而起著不可替代的作用。光化學(xué)方法具有非侵入性、反應(yīng)速率快、時(shí)空可控等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于材料制備和改性的各個(gè)方面。借助于光化學(xué)反應(yīng)的可控與可視的獨(dú)有優(yōu)勢(shì)，可從源頭出發(fā),建立生命科學(xué)研究的新手段、新方法、新技術(shù)等。盡管如此，仍然需要不斷拓展和發(fā)現(xiàn)新的光活化模式來(lái)提高反應(yīng)效率，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
美迪西光化學(xué)反應(yīng)平臺(tái)：
包括不同功率紫外光反應(yīng)器(254/360nm)，30W-1000W；藍(lán)光反應(yīng)器覆蓋360-520nm波長(zhǎng)范圍；光催化劑：收集有常見(jiàn)金屬催化劑和有機(jī)催化劑，并根據(jù)文獻(xiàn)不斷擴(kuò)充；毫摩級(jí)別流體反應(yīng)器定制中
C(sp³)-C(sp²) coupling reactions
Decarboxylative coupling
Proposed mechanistic pathway of nickel-catalyzed photoredox- decarboxylative arylation^[1]
C-H cross-coupling
Photoredox, HAT, and nickel-catalyzed cross-coupling: proposed mechanistic pathway and catalyst combination^[2]
C(sp³)-C(sp³) coupling reactions
Decarboxylative coupling
Carboxylic acid and alkyl halide scope in the dual nickel-catalyzed photoredox sp³-sp³ coupling reaction^[3]
C-H cross-coupling
The scope of the alkyl bromide coupling partner in the light-enabled selective sp³ C-H alkylation^[4]
Heteroatom arylations
C-N coupling
Metallaphotoredox-catalyzed amination: amine and arene scope^[5]
C-O coupling
Alcohol and aryl halide scope in the nickel-catalyzed photoredox C-O coupling reaction^[6]
Other reactions
Ar-X trifluomethylation
Synthesis of trifluoromethyl(hetero)arenes^[7]
Decarboxylative fluorination
Decarboxylative Fluorination of Aliphatic Carboxylic Acids via Photoredox Catalysis^[8]

催化劑篩選平臺(tái)

金屬催化劑由于其特殊的催化活性，底物選擇性而廣泛應(yīng)用在合成有機(jī)化學(xué)中。尤其金屬催化的各種偶聯(lián)反應(yīng)，可以快捷高效的形成各類(lèi)碳碳鍵和碳雜原子鍵，因而在藥物化學(xué)的研究中發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用，也是有機(jī)化學(xué)非常重要的研究方向。據(jù)統(tǒng)計(jì)，雜原子的烷基化/芳基化和碳碳鍵的形成反應(yīng)是使用率最高的有機(jī)反應(yīng)前五位之一。然而，由于底物的多樣復(fù)雜性，金屬催化偶聯(lián)反應(yīng)的失敗率很高，如碳氮偶聯(lián)的反應(yīng)失敗率在50%以上，因?yàn)楹芏嗨幬锓肿又械碾s環(huán)通常是催化劑抑制劑。而且在藥物發(fā)現(xiàn)階段，由于項(xiàng)目研發(fā)時(shí)間緊迫，通常藥物化學(xué)家手頭可以探索反應(yīng)的中間體數(shù)量有限。
催化劑篩選可以完美的解決這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)可靠的催化劑平行篩選，我們可以用數(shù)十毫克甚至更少量的中間體，在48小時(shí)甚至更短時(shí)間內(nèi)得到不同的催化劑，配體，堿，溶劑和溫度下的反應(yīng)結(jié)果。可以盡快做出繼續(xù)現(xiàn)有路線探索，或者放棄該路線合成的決定，而不會(huì)浪費(fèi)太多時(shí)間，最后卻以失敗而告終。
催化劑篩選流程圖
催化劑篩選示意圖
催化劑篩選反應(yīng)類(lèi)型
Suzuki, Buchwald (C-N/O) 催化劑初篩體系已準(zhǔn)備完畢
催化劑篩選儀器裝置

電化學(xué)反應(yīng)平臺(tái)

發(fā)展綠色可再生能源是未來(lái)發(fā)展的方向，目前在生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域主要使用的還是普通的催化轉(zhuǎn)化方法,很多反應(yīng)需要在高溫高壓下進(jìn)行,并且很多催化劑和溶劑都有毒性,會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)污染。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展,綠色化學(xué)的方法在化學(xué)合成中的應(yīng)用得到了越來(lái)越多的關(guān)注。有機(jī)電合成被認(rèn)為是一種環(huán)境友好的、符合綠色化學(xué)要求的有機(jī)合成方法。電化學(xué)方法因具有易于微型化、高靈敏度、適合非透明樣品、電源功率要求低等突出優(yōu)勢(shì),特別適合構(gòu)建微型化分析裝置。
電化學(xué)定制示意圖
Basic Components of an Undivided Electrochemical Cell^[9]
Synthetic organic electrochemistry applications
Ni-Catalyzed C-N coupling
Nickel-catalyzed amination of aryl halides^[10]
Ni catalyzed Sp²-Sp³ coupling
Reaction Scope for Electrochemical Cross-Electrophile Couplings^[11]
C-H Oxidations
Substrate scope of the electrochemical benzylic C–H oxidation reaction^[12]
Reduction of amide
Plausible reaction mechanism using a Zn anode^[13]
Heterocycles formation
Formation and cyclization of nitrogen-centered radicals^[14]
-OCF3, -SCF3, -CF3
Electrochemical Trifluoromethoxylation of (Hetero)aromatics^[15]
Fluorination
Electrochemical Fluorination of 2,2-Diphenyl-1,3-dithiolane^[16]

總結(jié)

綠色化學(xué)將是有機(jī)合成的主旋律！作為綠色化學(xué)的倡導(dǎo)者，美迪西綠色化學(xué)平臺(tái)由公司資深科研專(zhuān)家?guī)ьI(lǐng)，立足于綠色化學(xué)技術(shù), 將電化學(xué)、光化學(xué)、金屬催化、酶催化及連續(xù)化生產(chǎn)等前沿綠色技術(shù)整合到各類(lèi)化學(xué)活性分子及中間體的化學(xué)合成路線中，對(duì)醫(yī)藥和化工行業(yè)現(xiàn)有小分子化藥合成路線進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，賦能我們的化學(xué)家和客戶(hù)，提升研發(fā)項(xiàng)目的效率，減少化學(xué)合成步驟，提高總體合成效率，降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)境優(yōu)化型的可持續(xù)合成反應(yīng)。
2023年6月19-21日，美迪西將在CPHI China E2館設(shè)有展臺(tái)（展位號(hào)E2D75），展會(huì)期間美迪西團(tuán)隊(duì)將帶來(lái)專(zhuān)業(yè)的干貨話(huà)題分享，秉持"綠色化學(xué)"理念，一站式驅(qū)動(dòng)新藥研發(fā)創(chuàng)新發(fā)展，歡迎預(yù)約報(bào)名！
美迪西CPHI展臺(tái)預(yù)約報(bào)名
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參考文獻(xiàn)

[1] Zhiwei Zuo,et al. Dual catalysis. Merging photoredox with nickel catalysis: coupling of α-carboxyl sp3-carbons with aryl halides. Science. 2014 Jul 25;345(6195):437-40. doi: 10.1126/science.1255525.
[2] Megan H Shaw,et al. Native functionality in triple catalytic cross-coupling: sp3 C-H bonds as latent nucleophiles. Science. 2016 Jun 10;352(6291):1304-8. doi: 10.1126/science.aaf6635.
[3] Craig P Johnston, et al. Metallaphotoredox-catalysed sp(3)-sp(3) cross-coupling of carboxylic acids with alkyl halides. Nature. 2016 Aug 18;536(7616):322-5. doi: 10.1038/nature19056.
[4] Chip Le,et al. Selective sp3 C-H alkylation via polarity-match-based cross-coupling. Nature. 2017 Jul 6;547(7661):79-83. doi: 10.1038/nature22813.
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[12]Jason A Marko, et al. Electrochemical benzylic oxidation of C-H bonds. Chem Commun (Camb). 2019 Jan 17;55(7):937-940. doi: 10.1039/c8cc08768g.
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[16] Naoki Shida, et al. Alkali Metal Fluorides in Fluorinated Alcohols: Fundamental Properties and Applications to Electrochemical Fluorination. J Org Chem. 2021 Nov 19;86(22):16128-16133. doi: 10.1021/acs.joc.1c00692.