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Basierend auf Studien von Kristin Wiglesworth und David Place, Pfizer |
Die Reaktionsfortschrittsanalyse von datenreichen Experimenten ermöglicht ein besseres Reaktionsverständnis für fundierte Prozessentscheidungen zur Maximierung von Produktertrag und -qualität.
Zum Testen der Probennahmefähigkeiten von EasySampler wählten Wissenschaftler bei Pfizer die Ullman-Reaktion aus, da es sich um eine Reaktion handelt, die üblicherweise für eine manuelle Probennahme zu schwierig ist. Es handelt sich um eine dunkle Mischung mit bekannten, nicht löslichen Reagenzien, die eine optische Prüfung der Probennahme erschweren, sodass Werkzeuge für die manuelle Probennahme leicht verstopfen können. Die Reaktionslösung ändert ihre Konsistenz im Laufe des Experiments. Sie verdickt sich, wenn sich das Cäsiumcarbonat verteilt, wodurch eine genaue und reproduzierbare Probennahme erschwert wird. Darüber muss eine Probennahme über einen Zeitraum von 30 Stunden erfolgen, sodass die Funktionen zur unbeaufsichtigten Probennahme von EasySampler benötigt werden.
EasySampler wurde in einen 10-mL-Glasrohr-Reaktor in einem EasyMax-Synthesereaktor eingesetzt und nahm Proben über Nacht in vorprogrammierten Zeitabständen. Wissenschaftler optimierten das Quench-Lösemittel auf 1 v/v % Wasser in DMSO, um die vollständige Auflösung aller Reaktionskomponenten sicherzustellen und für eine genaue Offline-Analyse vorbereitet zu sein.
EasySampler führte während des 30-stündigen Experiments eine erfolgreiche Probennahme für diese dicke, dunkle Ullman-Reaktion durch und lieferte repräsentative Reaktionsproben. Die Konversionsdaten zeigen, dass die Produktbildung nach 18 Stunden aufhört, was darauf schließen lässt, dass die Reaktion ihren Endpunkt erreicht hat. Das niedergradige Verunreinigungsprofil zeigt jedoch, dass die Verunreinigungsbildung nach 18 Stunden im Laufe der 30-stündigen Reaktion fortgesetzt wird.Diese Informationen ermöglichen eine fundierte Entscheidung in Bezug auf den optimalen Zeitpunkt zum Stoppen der Reaktion, um ein zulässiges Verunreinigungsniveau im Endprodukt bei gleichzeitiger Maximierung des Ertrags zu erreichen.
Mit EasySampler können genaue Reaktionskinetikinformationen und Verunreinigungsprofile von Reaktionen erfasst werden, bei denen einen Probennahme üblicherweise zu schwer ist (z. B. bei der hochviskosen Ullman-Reaktion). Darüber hinaus geht aus dieser Studie eindeutig hervor, dass datenreiche Experimente durch den Einsatz von EasySampler die Überwachung des Reaktionsfortschritts ermöglichen, um effektiv einen Reaktionsendpunkt zur Maximierung von Produktertrag und -qualität bestimmen zu können.
Anwendung von EasySampler bei anderen Reaktionen mit erschwerter Probennahme:
- Feuchtigkeitsempfindliche Reaktionen
- Reaktionen bei erhöhtem Druck
- Reaktionen unterhalb der Umgebungstemperatur
- Heterogene Reaktionen
- Mehrphasige Reaktionen
- Toxische Reaktionen