图1 | Approaches to organic synthesis. Radial synthesis of organic molecules combines the advantages of the cyclic- and the linear-synthesis approaches. Flow
modules surrounding a central core require minimal equipment while retaining maximum synthetic versatility.
图2 | The radial synthesizer. a, The radial synthesizer consists of four
sections. CV, collection vessel; SM, standby module. b, The instrument is
composed of commercially available hardware and standard flow equipment,
all controlled using custom software. The housing dimensions are 1.6 m height,
RDS
SM
CSS
CV
RDS
SM
CSS
SM–SM (S–S)
RDS
SM
CSS
CV
CV
1.5 m width, 0.7 m depth. c, The six pathways of solution flow through the
instrument are described by the starting location of the reagents and their
destination; for example, R–C refers to a solution starting in the (R)DS and
ending in the (C)ollection vessel.
图3 | Direct comparison of synthetic routes towards rufinamide.
Rufinamide (5) was synthesized via convergent (top; R–R, R–S, S–C) and linear
(bottom; R–S, S–S, S–C) processes using the same instrument without
reconfiguration. Eight reagents used for both routes were loaded into the RDSblue box). White vessels were left empty and grey dots represent ports that are
dedicated to solution flow. Yields were determined by 1H NMR versus an
internal standard.多步骤径向合成的顺序性、非同时性比线性或迭代合成方法更通用，因为多步骤过程的每个步骤在功能上是独立的。因此，反应器可以在不同的温度和流速下重复使用，而中间体可以存储以进行聚合合成和多步骤优化。该自动化平台能够进行线性和收敛合成以及浓度和溶剂筛选的在线稀释，并且能够在可访问的环境条件下实现单步或多步合成的完全灵活性-所有这些都无需手动仪器重新配置。径向合成器使用商用设备和硬件，完整的操作软件是免费提供的。为了从工程角度解决定制反应器解决方案，计算机辅助设计（CAD）与广泛可用的3D打印相结合的出现已成为首选。在这些技术的帮助下，原型设计大大加快了新型流动反应器设计的发展。商用3D打印机中使用的标准聚合物的有机溶剂具有挑战性的特性仍然是一个缺点，而工业3D打印机仍然是更昂贵的选择。用聚丙烯打印的反应器或其他实验室设备的使用仅限于几种有机溶剂，甚至仅限于单一应用，这使得该技术更像是一种辅助工具，而不是通用解决方案。尽管如此，有了这种选择，大大降低了发明新技术解决方案的障碍，并允许在反应堆设计中进行高通量优化。由于不同类型的反应通常需要优化甚至专门设计的反应器，因此流动反应器的模块化对于在不同反应之间快速重新配置和切换至关重要。当天然产物合成是在连续流动中进行时，这种说法尤其正确。对灵活和模块化反应器的需求，以满足与全合成相关的不同需求，提出了特殊的挑战，其中包括在低温下进行快速反应，在高温下进行慢反应，在压力下涉及活性气体的反应，以及光化学反应。此外，可扩展性也是这些合成努力的主要先决条件，通常在路线的早期阶段以十克级进行反应，在序列的末尾以毫克级进行反应。设计满足这些需求的模块化反应堆将有助于克服学术界对连续流的现有保留。更多信息请参考原文： Chatterjee, S.; Guidi, M.; Seeberger, P. H.; Gilmore, K. Nature 2020, 579, 379–384. doi:10.1038/s41586-020-2083-5
