Análise de reação in-situ ReactIR

Compreender a cinética, os mecanismos e os caminhos da reação para otimizar as variáveis da reação

O ReactIR™ permite que os cientistas meçam tendências e perfis de reação in situ e em tempo real, fornecendo informações altamente específicas sobre cinética, mecanismo, vias e a influência das variáveis de reação no desempenho.

Usando o ReactIR, rastreie diretamente reagentes, reagentes, intermediários, produtos e subprodutos à medida que eles mudam durante o curso da reação. O ReactIR fornece informações críticas aos cientistas à medida que pesquisam, desenvolvem e otimizam compostos químicos, rotas sintéticas e processos químicos.

Instrumentos FTIR In-Situ para Desenvolvimento de Processos Estáveis, Escaláveis e Consistentes

ReactIR 702L

TE-Cooled MCT

Solid-state detector cooling delivers high performance without the need for liquid nitrogen.

ReactIR 701L

Liquid Nitrogen MCT

High-sensitivity detector with >24 hour hold time for demanding applications.

ReactIR 45P

Process FTIR

Transfer reaction understanding across scales, from the laboratory to classified plant areas.

Análise de reação simplificada

Para entender as reações químicas, os químicos devem abordar o seguinte:

Quando começa a reação? Quando a reação para?
Quais são a cinética e os mecanismos da reação?
Qual é o efeito desses intermediários transitórios?
Ele reagiu como esperado? Algum subproduto se formou e por quê?
O que acontece se a temperatura de reação, as taxas de dosagem e as taxas de mistura mudarem?

Para obter os melhores dados e analisar as reações rapidamente, essas são cinco áreas-chave que os instrumentos FTIR in-situ ReactIR aproveitam para que a compreensão da reação esteja disponível para todos os químicos - especialistas ou não.

Ampla gama de sondas FTIR e células de fluxo

As sondas ReactIR são projetadas para operar em uma ampla gama de condições para permitir a análise de praticamente qualquer tipo de química, incluindo baixas a altas temperaturas ou pressões, condições ácidas, básicas, cáusticas, oxidantes e aquosas.

As tecnologias de amostragem baseadas em sonda e fluxo permitem que você estude a química da fase líquida em configurações contínuas ou em lote:

Sondas de fibra óptica FTIR
Célula de fluxo FTIR
Célula de transmissão FTIR

Saiba mais sobre a tecnologia de amostragem DST.

Melhor desempenho da categoria

Da sonda ao detector e ao software, os espectrômetros ReactIR são otimizados para uso na região de "impressão digital" do infravermelho médio (Mid-IR), resultando em um sistema altamente sensível para informações moleculares rápidas e precisas.

Acompanhe a concentração das principais espécies de reação à medida que elas mudam durante o curso da reação.

Monitoramento e compreensão abrangentes da reação

Balança de laboratório FTIR para escala de fabricação

Soluções do laboratório para a planta

Pequeno o suficiente para caber em uma capela de exaustão, classificado como ATEX para caber em uma planta e tecnologia de amostragem para amostrar qualquer reação ou processo. Prove que o que acontece na planta é o que você observou no laboratório.

Análise™ de um clique

Projetado especificamente para análise de reação resolvida no tempo, o software iC IR combina um algoritmo de seleção de pico com inteligência de grupo funcional para reduzir drasticamente o tempo de análise. Saiba mais

Especialistas em análise de reação

Como empresa, a METTLER TOLEDO tem mais de 30 anos de experiência dedicada em análise de reação. Este é o nosso foco e nossa paixão. Construímos essa experiência em espectrômetros FTIR adequados à finalidade.

O FTIR in-situ é usado em uma ampla gama de aplicações e indústrias. Descubra como você pode obter informações sobre suas reações e processos em tempo real:

Análise FTIR online com ReactIR

As amostras são frequentemente coletadas para análise off-line usando HPLC para obter informações de reação. No entanto, esse procedimento não é simples, especialmente para produtos químicos em que a remoção da amostra resulta na perda de informações importantes, tóxicas ou perigosas.

Você também deve estar presente para coletar a amostra e aguardar os resultados antes que a análise de reação possa começar, ocupando um tempo valioso.

Esses problemas têm implicações, incluindo:

Amostras não representativas
Destruição de intermediários levando a vias incorretas
Compreensão de sistemas sensíveis ao ar, tóxicos, explosivos ou de pressão
Aumento do tempo de desenvolvimento devido a mudanças nas reações que levam a dados errôneos
Eventos críticos ausentes que afetam a qualidade do produto ou do processo

A análise FTIR em linha com o ReactIR alivia esses problemas e permite a observação de intermediários que se formam em tempo real sem interromper a reação.

Uma abordagem integrada para compreensão e controle abrangentes

O ReactIR faz parte de uma família integrada de produtos, que inclui:

Espectrômetro Raman in-situ ReactRaman™
Analisador de tamanho de partículas EasyViewer™ para visualizar e medir partículas in situ e em tempo real
Reatores de síntese química EasyMax™, OptiMax™ e RX-10

Projetadas especificamente para o desenvolvimento de produtos químicos e processos, essas ferramentas são combinadas com o iC Software Suite para fornecer compreensão e controle abrangentes de processos e o Scale-Up Suite para modelar e otimizar processos.

Estudos de caso da indústria

Aprimore o desenvolvimento de processos em fluxo aproveitando o DRE e a automação em linha

Como trazer dados PAT do laboratório para a planta para verificação e análise durante o aumento de escala

Democratizando o PAT para permitir análise e modelagem cinética

Desenvolvimento e Aumento de Escala de Litiação Criogênica em Reatores de Fluxo Contínuo

Recursos de espectroscopia FTIR in-situ

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Perguntas frequentes sobre FTIR in-situ

O que é espectroscopia FTIR in-situ?

A espectroscopia FTIR in-situ é uma técnica usada em análises químicas que permite a observação em tempo real de uma reação química à medida que ela ocorre, sem interferir na própria reação. A espectroscopia FTIR in-situ envolve o uso de um espectrômetro infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) para monitorar as mudanças nos espectros infravermelhos dos componentes da reação ao longo do tempo. Esta técnica é particularmente útil para estudar o mecanismo das reações químicas e determinar a cinética da reação, o que é crucial para entender as vias de reação e otimizar as condições de reação.

Que tipos de sondas FTIR vocês oferecem?

Nossa tecnologia de amostragem DST permite que você estude química sob uma ampla variedade de condições. De -80 °C a 250 °C, até 200 bar, e em quase todas as condições de reação, reações e processos podem ser estudados em tempo real

Sondas de fibra ATR-FTIR
Fibra ATR de diamante
Sondas de fibra ATR de silício
Células de fluxo

Por que a análise FTIR in-situ em vez de métodos off-line?

O uso de FTIR em linha para análise de reação oferece inúmeras vantagens em relação aos métodos off-line tradicionais. Com a análise off-line, a coleta de amostras para análise por HPLC pode resultar na perda de informações importantes para determinados produtos químicos ou ser complicada para amostras tóxicas, perigosas ou sensíveis ao ar ou à pressão. A análise offline também exige que você esteja presente para coletar amostras e aguardar os resultados antes que a análise de reação possa começar. Esses problemas podem levar a hipóteses incorretas de caminho, dados errôneos, tempos de desenvolvimento mais longos e até mesmo eventos críticos perdidos que afetam a qualidade do produto ou do processo.

Os espectrômetros ReactIR são projetados para superar esses desafios, permitindo a observação em tempo real de intermediários durante uma reação sem interrompê-la. Isso permite que você obtenha amostras representativas e entenda melhor os sistemas tóxicos, explosivos ou de pressão, levando a hipóteses de caminho mais precisas e tempos de desenvolvimento mais rápidos. Em resumo, o FTIR em linha permite uma análise mais eficiente e confiável das reações químicas, levando a uma melhor qualidade do produto e eficiência do processo.

Espectroscopia FTIR in-situ em publicações revisadas por pares

Medições contínuas de espectrômetros infravermelhos são usadas para obter perfis de reação para calcular as taxas de reação. Uma lista de publicações de periódicos revisados por pares enfoca aplicações interessantes e inovadoras da espectroscopia FTIR. Pesquisadores da academia e da indústria empregam espectrômetros in-situ de infravermelho médio para fornecer informações abrangentes e dados experimentais ricos para avançar em suas pesquisas.

Ele, Y., Hua, K., & Lu, Y. (2023). Alcoólise de copolímero de etileno-acetato de vinila catalisado por alcalino: um estudo cinético baseado em espectroscopia FTIR in situ. Revista de Engenharia Química, 464, 142695. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142695
Ni, L., Yang, S., Qiu, W., Jin, J., Xu, Q., & Ye, S. (2023). Estudo do mecanismo da reação de síntese de N-butoxicarbonil-2,5-dimetilpirrol com base no monitoramento FTIR in-situ. Espectroscopia Vibracional, 103558. https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2023.103558
Liu, J., Sato, Y., Yang, F., Kukor, A. J., & Hein, J. E. (2022). Um sintetizador automático adaptativo usando feedback PAT on-line para executar com flexibilidade uma reação em várias etapas. Métodos Químicos, 2(8). https://doi.org/10.1002/cmtd.202200009
Malig, T. C., Kumar, A., & Kurita, K. L. (2022). Monitoramento on-line e in situ da troca, transmetalação e acoplamento cruzado de uma reação de Negishi. Pesquisa e Desenvolvimento de Processos Orgânicos, 26(5), 1514–1519. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.2c00081
Naserifar, S., Kuijpers, P. F., Wojno, S., Kádár, R., Bernin, D., & Hasani, M. (2022). Monitoramento in situ da eterificação da celulose em solução: sondando o impacto da composição do solvente na síntese de 3-aliloxi-2-hidroxipropilcelulose em sistemas de hidróxido aquoso. Química de Polímeros, 13(28), 4111–4123. https://doi.org/10.1039/d2py00231k
Talicska, C. N., O'Connell, E. C., Ward, H. W., Diaz, A., Hardink, M., Foley, D. P., Connolly, D., Girard, K. P., & Ljubicic, T. (2022). Tecnologia analítica de processo (PAT): aplicações para processos de fluxo para desenvolvimento de ingrediente farmacêutico ativo (API). Química e Engenharia de Reação, 7(6), 1419–1428. https://doi.org/10.1039/d2re00004k
Wei, B., Sharland, J. C., Blackmond, D. G., Musaev, D. G., & Davies, H. M. L. (2022). Estudos cinéticos in situ da funcionalização C-H catalisada por Rh (II) para atingir altos números de rotatividade do catalisador. Catálise ACS, 12(21), 13400–13410. https://doi.org/10.1021/acscatal.2c04115
Foth, P. J., Malig, T. C., Yu, H., Bolduc, T. G., Hein, J. E., & Sammis, G. M. (2020). Formação de fluoreto de acila acelerada por haleto usando fluoreto de enxofre. Cartas Orgânicas, 22(16), 6682–6686. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.0c02566
Hu, C., Shores, B. T., Derech, R. A., Testa, C. J., Hermant, P., Wu, W., Shvedova, K., Ramnath, A., Ismaili, L. Q. A., Su, Q., dizendo, R., Born, S. C., Takizawa, B., O'Connor, T. G., Yang, X., Ramanujam, S., & Mascia, S. (2020). Cristalização reativa contínua de um API em cascata PFR-CSTR com PATs em linha. Química e Engenharia de Reação, 5(10), 1950–1962. https://doi.org/10.1039/d0re00216j
Dreimann, J. M., Kohls, E., Warmeling, H., Stein, M., Guo, L., Garland, M., Dinh, T. N., & Vorholt, A. J. (2019). Espectroscopia de infravermelho in situ como ferramenta para monitoramento de catalisador molecular para hidroformilação em processos contínuos. Catálise ACS, 9(5), 4308–4319. https://doi.org/10.1021/acscatal.8b05066
Yang, L., Zhang, Y., Cheng, J., & Yang, C. (2019). Solubilidade e termodinâmica da indometacina polimórfica em misturas binárias de solventes. Jornal de Líquidos Moleculares, 295, 111717. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111717
Ye, J., Jiang, Y., Sheng, T., & Sun, S. (2016). Estudos espectroscópicos FTIR in-situ de reações e processos eletrocatalíticos. Nano Energia, 29, 414–427. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2016.06.023
Doki, N., Seki, H., Takano, K., Asatani, H., Yokota, M., & Kubota, N. (2004). Controle de processo de cristalização de resfriamento em batelada semeada da glicina metaestável em forma de α usando um espectrômetro ATR-FTIR in-situ e um contador de partículas FBRM in-situ. Crescimento e Design de Cristais, 4(5), 949–953. https://doi.org/10.1021/cg030070s

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Ele, Y., Hua, K., & Lu, Y. (2023). Alcoólise de copolímero de etileno-acetato de vinila catalisado por alcalino: um estudo cinético baseado em espectroscopia FTIR in situ. Revista de Engenharia Química, 464, 142695. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142695
Ni, L., Yang, S., Qiu, W., Jin, J., Xu, Q., & Ye, S. (2023). Estudo do mecanismo da reação de síntese de N-butoxicarbonil-2,5-dimetilpirrol com base no monitoramento FTIR in-situ. Espectroscopia Vibracional, 103558. https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2023.103558
Liu, J., Sato, Y., Yang, F., Kukor, A. J., & Hein, J. E. (2022). Um sintetizador automático adaptativo usando feedback PAT on-line para executar com flexibilidade uma reação em várias etapas. Métodos Químicos, 2(8). https://doi.org/10.1002/cmtd.202200009
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Wei, B., Sharland, J. C., Blackmond, D. G., Musaev, D. G., & Davies, H. M. L. (2022). Estudos cinéticos in situ da funcionalização C-H catalisada por Rh (II) para atingir altos números de rotatividade do catalisador. Catálise ACS, 12(21), 13400–13410. https://doi.org/10.1021/acscatal.2c04115
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Hu, C., Shores, B. T., Derech, R. A., Testa, C. J., Hermant, P., Wu, W., Shvedova, K., Ramnath, A., Ismaili, L. Q. A., Su, Q., dizendo, R., Born, S. C., Takizawa, B., O'Connor, T. G., Yang, X., Ramanujam, S., & Mascia, S. (2020). Cristalização reativa contínua de um API em cascata PFR-CSTR com PATs em linha. Química e Engenharia de Reação, 5(10), 1950–1962. https://doi.org/10.1039/d0re00216j
Dreimann, J. M., Kohls, E., Warmeling, H., Stein, M., Guo, L., Garland, M., Dinh, T. N., & Vorholt, A. J. (2019). Espectroscopia de infravermelho in situ como ferramenta para monitoramento de catalisador molecular para hidroformilação em processos contínuos. Catálise ACS, 9(5), 4308–4319. https://doi.org/10.1021/acscatal.8b05066
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Ye, J., Jiang, Y., Sheng, T., & Sun, S. (2016). Estudos espectroscópicos FTIR in-situ de reações e processos eletrocatalíticos. Nano Energia, 29, 414–427. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2016.06.023
Doki, N., Seki, H., Takano, K., Asatani, H., Yokota, M., & Kubota, N. (2004). Controle de processo de cristalização de resfriamento em batelada semeada da glicina metaestável em forma de α usando um espectrômetro ATR-FTIR in-situ e um contador de partículas FBRM in-situ. Crescimento e Design de Cristais, 4(5), 949–953. https://doi.org/10.1021/cg030070s

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