Os pesquisadores que trabalham em química orgânica sintética estão sob crescente pressão para descobrir e desenvolver vias sintéticas inovadoras e processos químicos consistentes o mais rápido possível. Tecnologias Analíticas de Processo (TAP) in-line são capazes de fornecer pistas importantes que permitem aos pesquisadores compreenderem a cinética, o caminho e os mecanismos das reações químicas. Equipados com uma maior compreensão das reações, os cientistas são capazes de otimizar e aumentar a escala de processos com maior rapidez, consistência e desempenho. Visualize a biblioteca das aplicações em busca de publicações e aplicações recentes da indústria.
Como podemos ajudá-lo?
Aprimorar o Desempenho Catalisador de
Hidroformilação/Hidrogenação Tandem
Os pesquisadores aplicaram monitoramento de reação in situ para entender a atividade e a robustez de novos componentes do catalisador de hidroformilação/hidrogenação. Ao medir mecanismos cinéticos, de vias e de reação, foram identificadas condições ideais para o desempenho do catalisador.
Monitoramento de reação em tempo real
Adequada para uma ampla faixa de produtos químicos, a Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR)in situ oferece monitoramento em tempo real de espécies de reação importantes. Projetado para acompanhar a progressão da reação, o ReactIR fornece informações específicas sobre o início da reação, conversão, intermediários e ponto final mesmo em condições desafiadoras que dificultam a amostra e a análise off-line, tais como reações sob pressão ou em temperaturas extremas. As aplicações incluem Otimização de Catalisador, Hidrogenação, Polimerização e Química Altamente Reativa.
Design de Experimentos (DoE)
para Condições de Reação Otimizadas
Os pesquisadores muitas vezes aplicam o Design de Experimentos (DoE) para o máximo de informações ao planejar experimentação controlada. A composição de produto, a estéreo-especificidade, o rendimento e as impurezas são otimizadas alterando condições da reação como temperatura, solvente, catalisador e concentrações de substratos ou reagentes. Para que investigações de fatores influenciadores com apenas um pequeno número de experimentos sejam eficientes, é necessário que esses experimentos sejam realizados sob condições bem controladas, precisas e reprodutíveis. Tudo isso, de preferência, ocorre de forma automática ou semiautomática, em pequena escala, e pode levar rapidamente a condições de reação otimizadas.
Estações de Trabalho de Síntese Orgânica
Novas Técnicas para Química Aprimorada
Estações de trabalho para síntese orgânica de pequeno volume permitem aos químicos realizar experimentos com rapidez e eficiência, de dia e de noite, com controle sobre temperatura, mistura, dosificação e pH. A combinação de reatores laboratoriais automáticos com amostragem autônoma representativa ou ferramentas analíticas in situ oferece uma maior compreensão do processo de desenvolvimento, desde o tamanho de partícula até o nível molecular da rota de reação, cinética e progressão da reação. Estas estações de trabalho de síntese orgânica são fáceis de usar, altamente repetíveis e interligadas via controle de software e compartilhamento de dados.
Técnicas Inovadoras
Para Sintetizar Moléculas Saturadas
Descubra como os pesquisadores aplicam métodos eficazes para desenvolver novas vias de síntese e otimizar condições críticas de processo. Quatro estudos de caso destacam como as empresas líderes do setor farmacêutico ampliam o desempenho de seus laboratórios de síntese.
Aumente a Escala e Otimize
Produtos Químicos Altamente Reativos
Produtos químicos altamente reativos possuem produtos, intermediários e reagentes potencialmente perigosos, e muitas vezes envolvem reações altamente exotérmicas. Garantir condições de operações seguras, minimizar a exposição humana e obter a quantidade máxima de informação de cada experimento são fatores essenciais para se ter êxito no design e no aumento da escala de produtos químicos altamente reativos. O monitoramento de reações in situ é essencial, uma vez que materiais altamente reativos são frequentemente instáveis, o que limita a amostragem offline. Exemplos incluem a síntese de reagentes de Grignard.
Aplicações
Aplicações de Química Orgânica Sintética
Principais Reagentes para Sintetizar Moléculas Complexas
As reações de litiação e organolítio são fundamentais no desenvolvimento de compostos farmacêuticos complexos; compostos de organolítio também atuam como iniciadores em certas reações de polimerização.
Tecnologia Analítica do Processo para a Medição Contínua de NCO
Isocianatos são os materiais estruturais essenciais para os polímeros de alto desempenho à base de poliuretano que compõem revestimentos, espumas, adesivos, elastômeros e isolamentos. Abrange a superexposição a isocianatos residuais levados a novos limites para isocianatos residuais em novos produtos. Os métodos analíticos tradicionais para medição das concentrações de isocianato residual (NCO) usando amostragem e análise off-line geram preocupações. O monitoramento in situ com a tecnologia analítica de processos aborda esses desafios e permite que os fabricantes e formuladores garantam que as especificações de qualidade do produto, a segurança pessoal e os regulamentos ambientais sejam seguidos.
Métodos e Técnicas para Desenvolver a Química de Polímeros Sintéticos
A medição da reação de polimerização é essencial para produzir um material que atenda aos requisitos, incluindo compreensão imediata, precisão, reprodutibilidade e maior segurança.
Estratégias de Desenvolvimento de Processos Automatizados para Químicos
O perfil de impureza visa a identificação e subsequente quantificação de componentes específicos presentes em níveis baixos, geralmente abaixo de 1% e idealmente inferiores a 0,1%.
Entenda e Controle o Desenvolvimento e o Aumento de Escala da Reação de Grignard com a Tecnologia Analítica de Processo
As reações químicas exotérmicas geram riscos inerentes, especialmente durante o aumento de escala. Os riscos incluem riscos de segurança, como pressão excessiva, descarga de conteúdo ou explosão, assim como degradação da pureza e do rendimento do produto, associados a qualquer aumento brusco de temperatura. Por exemplo, o controle inadequado das reações de Grignard introduz preocupações de segurança associadas à acumulação do haleto orgânico, que, se não detectada, pode resultar em catástrofe levando a uma reação descontrolada.
Compreenda e Otimize os Efeitos dos Parâmetros do Processo em Reações de Hidrogenação
O estudo das reações de hidrogenação requer decisões informadas a fim de otimizar o processo no laboratório e garantir que sejam repetíveis em aumento de escala. Medições contínuas e em tempo real da reação são aplicadas para a obtenção de um conhecimento profundo e fundamental do processo. Isso se aplica para a tomada mais rápida de decisões, para reduzir o número de experimentos e o tempo de aumento de escala do processo; para aumentar seletividade/rendimento de um feedback praticamente instantâneo sobre a direção da reação; para reduzir o tempo de ciclo e melhorar o rendimento pela determinação do ponto final ideal, parando uma reação em um ponto do tempo específico e evitando o risco de formação de subproduto.
Aumente a escala e otimize produtos químicos altamente reativos
A química altamente reativa refere-se a reações químicas que envolvem espécies químicas altamente reativas, como radicais livres, íons altamente carregados e moléculas altamente instáveis.
Compreender e caracterizar reações de alta pressão sob condições de amostragem desafiadoras
Muitos processos exigem que as reações sejam executadas sob alta pressão. Trabalhar sob pressão é desafiador e coletar amostras para análise off-line é difícil e demorado. Uma mudança na pressão pode afetar a taxa de reação, conversão e mecanismo, bem como outros parâmetros do processo, além de sensibilidade ao oxigênio, água e problemas de segurança associados são problemas comuns.
Principais Sínteses em Química Farmacêutica e de Polímeros
A halogenação ocorre quando um dos mais átomos de flúor, cloro, bromo ou iodo substitui um ou mais átomos de hidrogênio em um composto orgânico. Dependendo do halogênio específico, da natureza da molécula do substrato e das condições gerais da reação, as reações de halogenação podem ser muito energéticas e seguir caminhos diferentes. Por esse motivo, entender essas reações do ponto de vista cinético e termodinâmico é fundamental para garantir o rendimento, a qualidade e a segurança do processo.
Acelere as Reações Químicas Com um Catalisador
Os catalisadores criam um caminho alternativo que aumenta a velocidade e o resultado de uma reação. Logo, uma compreensão aprofundada da cinética da reação é importante. Esse entendimento inclui não apenas informações sobre a velocidade da reação, mas também fornece um detalhamento sobre o mecanismo de reação. Há dois tipos de reações catalíticas: heterogênea e homogênea. A heterogênea se dá quando o catalisador e o reagente se encontram em duas fases diferentes. A homogênea se dá quando o catalisador e o reagente estão na mesma fase.
Fornecendo ferramentas automatizadas para fornecer produtos que mudam vidas
Uma reação de síntese é um processo químico no qual elementos ou compostos simples se combinam para formar um produto mais complexo. É representado pela equação: A + B → AB.
Uma Abordagem Estatística para a Otimização de Reações
O Design de Experimentos (DoE) exige que os experimentos sejam realizados em condições bem controladas e reprodutíveis na otimização do processo químico. Os reatores de síntese química são desenvolvidos para realizar investigações de DoE garantindo dados de alta qualidade.
Entendimento Fundamental das Reações Químicas e Fatores que as Influenciam
Os mecanismos de reação descrevem as etapas sucessivas no nível molecular que ocorrem em uma reação química. Os mecanismos de reação não podem ser comprovados, mas são bastante postulados com base em experimentos empíricos e dedução. A espectroscopia FTIR in situ fornece informações para embasar as hipóteses dos mecanismos de reação.
Entendimento e Controle de Compostos Organometálicos
A Síntese Organometálica, ou Química Organometálica, refere-se ao processo de criação de compostos organometálicos e está entre as áreas mais pesquisadas em química. Os compostos organometálicos são usados com frequência na síntese química fina e para catalisar reações. A espectroscopia Raman e a infravermelha in situ estão entre os métodos analíticos mais avançados para o estudo de sínteses e compostos organometálicos.
Assegurar Objetivos de Rendimento, Pureza e Custo
A síntese de oligonucleotídeos é o processo químico por meio do qual os nucleotídeos são ligados especificamente para formar um produto sequencial desejado.
Para Reações Principais em Química Orgânica
A alquilação é o processo pelo qual um grupo alquila é adicionado a uma molécula de substrato. A alquilação é uma técnica amplamente utilizada em química orgânica.
Principais Grupos Funcionais para Síntese de Polímeros e Fármacos
Esta página descreve o que são epóxidos, como são sintetizados e a tecnologia para rastrear a progressão da reação, incluindo cinética e mecanismos principais.
Principais reações de formação de ligações CC na síntese molecular
As reações de acoplamento cruzado de Suzuki e relacionadas usam catalisadores de metais de transição, como complexos de paládio, para formar ligações CC entre halogenetos de alquila e arila com vários compostos orgânicos.
Funcionalização de ligações de carbono
A ativação da ligação CH é uma série de processos mecanicistas pelos quais ligações carbono-hidrogênio estáveis em compostos orgânicos são clivadas.
Para Síntese Assimétrica sem Metal de Moléculas Quirais
Organocatálise é o uso de moléculas orgânicas específicas que podem acelerar reações químicas por meio de ativação catalítica.
Entendendo os Principais Mecanismos e Melhorando os Processos Catalíticos
Processos catalíticos de hidroformilação, ou oxo síntese, que sintetizam aldeídos a partir de alquenos. Os aldeídos resultantes formam a matéria-prima para muitos outros compostos orgânicos úteis.
Química In-Situ para Suportar Reações de Clique
As reações de clique referem-se a reações químicas que atendem aos critérios da química do clique. As reações de clique são normalmente rápidas, de alto rendimento e ocorrem em condições amenas, tornando-as ideais para uma variedade de aplicações.
Tecnologia de Fluxo para Sínteses de Produtos Químicos e Biológicos
Um reator de tanque com agitação contínua (CSTR) é um recipiente em que os reagentes e reativos fluem para um reator, onde o produto da reação sai do recipiente.
Isocianatos são os materiais estruturais essenciais para os polímeros de alto desempenho à base de poliuretano que compõem revestimentos, espumas, adesivos, elastômeros e isolamentos. Abrange a superexposição a isocianatos residuais levados a novos limites para isocianatos residuais em novos produtos. Os métodos analíticos tradicionais para medição das concentrações de isocianato residual (NCO) usando amostragem e análise off-line geram preocupações. O monitoramento in situ com a tecnologia analítica de processos aborda esses desafios e permite que os fabricantes e formuladores garantam que as especificações de qualidade do produto, a segurança pessoal e os regulamentos ambientais sejam seguidos.
As reações químicas exotérmicas geram riscos inerentes, especialmente durante o aumento de escala. Os riscos incluem riscos de segurança, como pressão excessiva, descarga de conteúdo ou explosão, assim como degradação da pureza e do rendimento do produto, associados a qualquer aumento brusco de temperatura. Por exemplo, o controle inadequado das reações de Grignard introduz preocupações de segurança associadas à acumulação do haleto orgânico, que, se não detectada, pode resultar em catástrofe levando a uma reação descontrolada.
O estudo das reações de hidrogenação requer decisões informadas a fim de otimizar o processo no laboratório e garantir que sejam repetíveis em aumento de escala. Medições contínuas e em tempo real da reação são aplicadas para a obtenção de um conhecimento profundo e fundamental do processo. Isso se aplica para a tomada mais rápida de decisões, para reduzir o número de experimentos e o tempo de aumento de escala do processo; para aumentar seletividade/rendimento de um feedback praticamente instantâneo sobre a direção da reação; para reduzir o tempo de ciclo e melhorar o rendimento pela determinação do ponto final ideal, parando uma reação em um ponto do tempo específico e evitando o risco de formação de subproduto.
Muitos processos exigem que as reações sejam executadas sob alta pressão. Trabalhar sob pressão é desafiador e coletar amostras para análise off-line é difícil e demorado. Uma mudança na pressão pode afetar a taxa de reação, conversão e mecanismo, bem como outros parâmetros do processo, além de sensibilidade ao oxigênio, água e problemas de segurança associados são problemas comuns.
A halogenação ocorre quando um dos mais átomos de flúor, cloro, bromo ou iodo substitui um ou mais átomos de hidrogênio em um composto orgânico. Dependendo do halogênio específico, da natureza da molécula do substrato e das condições gerais da reação, as reações de halogenação podem ser muito energéticas e seguir caminhos diferentes. Por esse motivo, entender essas reações do ponto de vista cinético e termodinâmico é fundamental para garantir o rendimento, a qualidade e a segurança do processo.
Os catalisadores criam um caminho alternativo que aumenta a velocidade e o resultado de uma reação. Logo, uma compreensão aprofundada da cinética da reação é importante. Esse entendimento inclui não apenas informações sobre a velocidade da reação, mas também fornece um detalhamento sobre o mecanismo de reação. Há dois tipos de reações catalíticas: heterogênea e homogênea. A heterogênea se dá quando o catalisador e o reagente se encontram em duas fases diferentes. A homogênea se dá quando o catalisador e o reagente estão na mesma fase.
Os mecanismos de reação descrevem as etapas sucessivas no nível molecular que ocorrem em uma reação química. Os mecanismos de reação não podem ser comprovados, mas são bastante postulados com base em experimentos empíricos e dedução. A espectroscopia FTIR in situ fornece informações para embasar as hipóteses dos mecanismos de reação.
A Síntese Organometálica, ou Química Organometálica, refere-se ao processo de criação de compostos organometálicos e está entre as áreas mais pesquisadas em química. Os compostos organometálicos são usados com frequência na síntese química fina e para catalisar reações. A espectroscopia Raman e a infravermelha in situ estão entre os métodos analíticos mais avançados para o estudo de sínteses e compostos organometálicos.
Publicações
Publicações sobre Química Orgânica Sintética
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