由于對蛋白水解靶向嵌合體（PROTAC）的興趣，我們的目標是使用多組分反應（MCR）產生以戊二酰亞胺藥效團為中心的文庫以適配E3連接酶CRBN。為此，我們參考了在Ugi反應（U-5C-4CR）中使用谷氨酰胺（Gln）的報道，生成了了高度取代的戊二酰亞胺衍生物（圖1A）。重復反應形成了迄今為止前所未有的亞氨基吡咯烷-2-羧酸衍生物，并通過X射線結構分析所證明的（圖1A，C）。

亞氨吡咯烷基部分具有許多生物相關化合物的關鍵藥理學和結構特征（圖1 B）。例如，（-）-亞麻酸具有抗缺血特性，四氫睪酮是一種抗滲透保護劑，可以幫助生物體在極端滲透應激中生存，而5-胺-3，4-二氫-2H-吡咯-2-酸酯（ADPC）是一種人工工程的抗滲透保護劑。ADPC的傳統合成方法從市售焦谷氨酸或谷氨酸開始，其目標合成時間長、反應條件惡劣、原料和試劑難以獲得且昂貴以及取代基的多樣性有限。因此，對亞氨吡咯烷基的新型合成路線的需求很高。我們認為，我們新發現的亞氨吡唑支架的Ugi途徑顯示出獨特的優勢，因此值得進一步開發。

最初，我們應用了各種反應條件，以找到最合適的方案來獲得目標分子。為此，我們在Ugi反應中使用l-谷氨醇、酮A12和苯甲基異黃酮B23以產生I-D18。對溶劑、濃度和時間的廣泛調查揭示了乙醇/水1：1的“綠色”溶劑混合物在室溫下反應16小時、反應物濃度為0.5m（方案1）的優化反應條件。在溫和的室溫條件下以83%的分離產率形成所需的產物I-D18。

缺乏結構復雜性和廣泛的功能團相容性是許多合成方法中的問題，也被稱為“化學反應的暗空間”。因此，一個能夠實現系統反應評估和數據捕獲以調查化學反應的暗空間并幫助定義化學反應的實際限制的平臺非常有用。我們使用自動納米合成對44種氧代成分和44種不同的異腈的多樣化組測試了一次環化方案的通用性合成（圖2），不考慮立體化學，理論上有1936種組合。構建單元復雜性范圍從簡單的脂肪族（A1、A5）到多環（B10）、3至6元環（A13、A3、A42、B24），從芳香族到雜環，包括消炎（A41、B26）、四氫吡蘭（A9）、四氫化合物（B14）、巧（A30）、莫林（B5、B22）、嗪（A17）、（A24）。測試多個功能團的反應相容性，包括羥基（A2）、醚（B42）、硫醚（A7）、胺（B5、B22）、酯（B1、B31、B37）、氨酯（B9、B11）、乙醇（B12）、丁醇（A14、B43）、烯（A15、A19、A29）、疊氮化合物（B32）和鹵化合物（A34、A36、A37、A44、B15）。

該合成使用基于即使液滴技術（I-DOT）的納米級分液儀器進行（圖2A）。在底部有孔的源板上方施加壓力脈沖，形成高度精確的納升液滴，釋放到目標板中。我們使用384孔聚丙烯目標板進行合成。每個目標板中加入總計660 nL試劑，最終濃度為0.125 M。使用內部開發的算法填充三個384孔板，該算法允許結構單元分散體的隨機組合，從而消除任何合成偏。分配程序的總耗時為每個384孔板15分鐘。

接下來，使用直接MS對平板進行分析（圖3）。反應16小時后，將反應混合物直接注入到MS中。使用內部開發的軟件根據三個不同的類別自動分類反應成功。顯示M + H、M +鈉、M + K的主要MS峰、顯示相應峰但不是最高峰或根本不顯示化合物峰的反應分別歸類為綠色、黃色和藍色（圖3）。

從384孔板中隨機選擇12種化合物，以摩爾濃度進行再合成，以確定產率，以進行徹底的分析鑒定和進一步研究反應的立體化學（圖3）。

我們使用自動I.DO在1000多個示例中對新反應進行“現實世界”評估。納米級合成的好處是快速自動化評估反應，同時節省大量化學品和潛在對環境有害的溶劑，從而大大減少化學品的生態足跡。自動化還減少了錯誤，提高了速度和安全性，帶來了更好的可重復性以及更高效、更便宜的工作流程。最后，機器學習軟件可以利用生成的大數據。總之，我們的小型化，自動化和加速平臺的結果建立了一個有用的新反應，對藥物樣化合物的合成有顯著幫助。