ReactIR In-situ-Reaktionsanalyse

Fundiertes Wissen über Reaktionskinetik, Mechanismen und Verlauf zur Optimierung der Reaktionsvariablen

ReactIR™ FTIR-Spektrometer ermöglichen es Wissenschaftlern, Reaktionstrends und -profile in Echtzeit und in situ zu messen, sodass sie äusserst spezifische Informationen über die Kinetik, die Mechanismen, den Verlauf und den Einfluss von Reaktionsvariablen auf die Leistung erhalten.

Mit ReactIR werden die Veränderungen, die Reaktanten, die Reagenzien, die Zwischenprodukte, die Produkte und die Nebenprodukte, die sich im Verlauf der Reaktion verändern, direkt verfolgt. Mit ReactIR erhalten Wissenschaftler entscheidende Informationen für die Erforschung, Entwicklung und Optimierung von chemischen Verbindungen, Synthesewegen und chemischen Prozessen.

In-Situ-FTIR-Spektroskopieausrüstung für eine stabile, skalierbare und konsistente Prozessentwicklung

ReactIR 701 L

Flüssigstickstoff MCT

Hochempfindlicher Detektor mit >24 Stunden Haltezeit für anspruchsvolle Anwendungen. Mehr Informationen

ReactIR 702L

TE-gekühlter MCT

Die Halbleiterdetektor-Kühltechnologie bietet erstklassige Leistung ohne flüssigen Stickstoff. Mehr Informationen

ReactIR 45P

Prozess-FTIR

Übertragen Sie das Verständnis von Reaktionen über verschiedene Skalen, vom Labor bis hin zu klassifizierten Anlagenbereichen. Mehr Informationen

Vereinfachte Reaktionsanalyse

Um chemische Reaktionen zu verstehen, müssen Chemiker die folgenden Fragen beantworten:

Wann beginnt die Reaktion? Wann endet die Reaktion?
Welche Reaktionskinetik und welcher Reaktionsmechanismus liegen vor?
Wie wirken sich diese kurzlebigen Zwischenprodukte aus?
Lief die Reaktion erwartungsgemäss ab? Wurden Nebenprodukte gebildet und wenn ja, warum?
Was passiert, wenn sich die Reaktionstemperatur, Dosierraten oder Mischungsverhältnisse ändern?

Um die besten Daten zu erhalten und Reaktionen schnell zu analysieren, gibt es fünf Bereiche, in denen ReactIR FTIR-Spektroskopie wirksam eingesetzt werden kann, damit Reaktionen von jedem Chemiker verstanden werden – ob Experte oder nicht.

Breites Sortiment an In-Situ-Sonden

Die Sonden sind für den Betrieb unter einer Vielzahl von Bedingungen ausgelegt und ermöglichen die Analyse praktisch jeder Art von chemischen Stoffen:

Niedrige bis hohe Temperatur
Niedriger bis hoher Druck
Unter sauren, basischen, ätzenden, oxidierenden und wässrigen Bedingungen

Dank sonden- und durchflussbasierter Probenahmemethoden können Wissenschaftler Flüssigphasenreaktionen bei Batch- oder durchflussschemischen Verfahren untersuchen.

Erfahren Sie mehr über die DST-Probenahmetechnologie.

Spitzenleistung

Von der Sonde über den Detektor bis hin zur Software – ReactIR wurde für die Verwendung in der Fingerprint-Region des mittleren Infrarotbereichs optimiert. Das Ergebnis ist ein hochempfindliches System, das schnell genaue molekulare Informationen liefert.

ReactIR verfolgt direkt die Konzentration wesentlicher Reaktionsspezies und ihrer Veränderungen im Reaktionsverlauf.

Vielseitige FTIR-Spektroskopie

Lösungen vom Labor bis zur Produktion

Klein genug, um in einen Laborabzug zu passen, ATEX-zertifiziert, um in eine Anlage zu passen, und Probenahmetechnologie zur Probenahme von Reaktionen oder Prozessen. Mit ReactIR kann nachgewiesen werden, dass das, was in der Anlage passiert, auch den Laborbeobachtungen entspricht.

One Click Analytics™

Die iC IR Software wurde speziell für zeitlich aufgelöste Reaktionsanalysen entwickelt und kombiniert einen Peak-Picking-Algorithmus mit Erkenntnissen über funktionelle Gruppen, um die Analysezeiten drastisch zu verkürzen. Mehr Informationen

Experten für die Reaktionsanalyse

METTLER TOLEDO blickt auf über 30 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Reaktionsanalyse zurück. Dies ist unser Schwerpunkt und unsere Leidenschaft. Wir haben diese Kompetenz in der Entwicklung anwendungsgerechter FTIR-Spektrometer eingebracht.

ReactIR eignet sich für eine Vielzahl von Reaktionschemien. Erfahren Sie, wie Wissenschaftler Einblicke in ihre Reaktionen und Prozesse in diesen Anwendungsbereichen erhalten:

Warum sollten Sie sich für ReactIR anstelle der Offline-Analyse entscheiden?

Um Reaktionsinformationen zu erhalten, werden für gewöhnlich Proben für Offline-Analysen mittels HPLC genommen. Bei chemischen Vorgängen, bei denen es durch die Entnahme der Probe zu einem Verlust wichtiger Informationen kommt, oder bei giftigen oder anderweitig gefährlichen Reaktionen stellt sich dieses Verfahren allerdings als kompliziert heraus. Ausserdem müssen Chemiker anwesend sein, um die Probe entnehmen zu können, und müssen anschliessend auf die Resultate warten, bevor die Reaktionsanalyse beginnen kann.

Diese Arbeitsweise geht mit verschiedenen Einschränkungen einher, darunter:

Die Probe ist eventuell nicht repräsentativ
Die Zerstörung eines Zwischenprodukts führt zu einer falschen Hypothese zum Verlauf
Verständnis luftempfindlicher, giftiger, explosiver oder unter Druck stehender Systeme
Längere Entwicklungszeiten aufgrund fehlerhafter Daten, da sich die Reaktion geändert hat
Wichtige Ereignisse, die sich auf die Produkt- oder Prozessqualität auswirken, werden eventuell übersehen

ReactIR beseitigt diese Probleme und ermöglicht es Wissenschaftlern, die Bildung von Zwischenprodukten in Echtzeit zu beobachten, ohne die Reaktion zu unterbrechen.

FAQ zu FTIR-Spektrometern

Ist FTIR besser für meine Anwendung geeignet oder Raman?

Raman- und Fourier-Transformations-Infrarot- oder FTIR-Spektroskopie liefern molekulare Informationen über die Struktur und Zusammensetzung chemischer und biologischer Proben. Aufgrund der grundlegenden Prinzipien, die für jede der Technologien gelten, können beide sich ergänzende Informationen liefern. Allerdings ist je nach Anwendung häufig eine Technologie die bessere Wahl.

Mehr zu Raman- und FTIR-Spektroskopie im Vergleich

Wofür werden FTIR-Spektrometer verwendet?

Die FTIR- oder Fourier-Transform-Infrarot-Analyse wird in der Industrie sowie in akademischen Labors verwendet, um die molekulare Struktur von Materialien sowie die Kinetik, den Mechanismus und die Wege in chemischen Reaktionen und katalytischen Zyklen besser zu verstehen. Die FTIR-Spektroskopie gibt Aufschluss über die Struktur einzelner Moleküle und die Zusammensetzung molekularer Mischungen. Die FTIR-Spektroskopie wird in grossem Umfang für die Analyse von Molekülen eingesetzt, die in der pharmazeutischen, chemischen und Polymerindustrie von Bedeutung sind.

Erfahren Sie mehr über die FTIR-Spektroskopie

Was ist FTIR-Spektroskopie?

Die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) ist eine Form der Infrarotspektroskopie (IR), die seit mehreren Jahrzehnten als wertvolles Werkzeug zur Untersuchung von Proben unbekannter Zusammensetzung eingesetzt wird. FTIR ist eine der am häufigsten von Wissenschaftlern in Hochschulen, Behörden und der Industrie verwendeten optischen Spektroskopietechniken. Die Infrarotspektroskopie macht sich die Tatsache zunutze, dass Atom-Atom-Bindungen mit einer bestimmten Frequenz schwingen.

Wird diesen molekularen Schwingungen Energie zugeführt, die aus mehreren Frequenzen besteht (z. B. von einer Infrarotquelle), wird diese Infrarotenergie mit derselben Schwingungsfrequenz absorbiert. Die Auftragung der Intensität der Absorption über einen Frequenzbereich ergibt ein Infrarotspektrum. Darüber hinaus weisen Bindungen unterschiedlichen Typs (z. B. Doppel-, Dreifachbindungen) und verschiedene Atome (z. B. C–O, C–H, C–N usw.) jeweils ihre eigene Schwingungsfrequenz auf.

Diese charakteristischen Schwingungsfrequenzen sind wie einer Fingerabdruck der Atom-Atom-Bindungen, aus denen ein bestimmtes Molekül besteht. Anhand dieses Fingerabdrucks können dann Moleküle oder Verbindungen in einer Mischung identifiziert werden. Ebenso können so Entstehung und Aufbrechen von chemischen Bindungen während einer Reaktion erkannt werden.

Erfahren Sie mehr über die FTIR-Spektroskopie

Was ist der Unterschied zwischen IR und FTIR?

FTIR (Fourier-Transformations-Infrarot) ist eine Art der IR-Spektroskopie (Infrarot), mit der Wissenschaftler die Schwingungen von Molekülen untersuchen können. Die Infrarotspektroskopie war traditionell eine dispersive Technik, bei der Technologien wie ein Monochromator verwendet wurden, um über die Wellenlängen des Infrarotspektrums hinweg zu scannen. Bei der FTIR werden alle Wellenlängen des Lichts gleichzeitig mit einem Interferometer gemessen. Das Infrarotspektrum wird dann durch eine mathematische Transformation erzeugt, die als Fourier-Transformation bezeichnet wird. Da alle Wellenlängen gleichzeitig gemessen werden, kann FTIR Spektren viel schneller erfassen als Scantechniken.

Erfahren Sie mehr über die FTIR-Spektroskopie

Literatur zu FTIR-Spektrometern

Einblicke in die Reaktionen jedes Experiments

HPLC ist im Labor äußerst wertvoll, aber was passiert zwischen den Probenahmen?

Reaction Analysis and PAT Tools

ReactIR From Research to Manufacturing

Monitoring Reaction Mechanisms Inline

Guide to Inline Monitoring of Reaction Mechanisms

FTIR-Spektroskopie in Fachzeitschriften

Kontinuierliche Messungen mit Infrarotspektrometern werden für die Erstellung von Reaktionsprofilen zur Berechnung von Reaktionsgeschwindigkeiten verwendet. Eine Liste von in Fachzeitschriften veröffentlichten Beiträgen zu neuartigen und aussichtsreichen Anwendungen der FTIR-Spektroskopie. In der akademischen wie der industriellen Forschung werden In-situ-Mittelinfrarot-FTIR-Spektrometer zur Gewinnung ausführlicher und aussagekräftiger experimenteller Informationen genutzt, die die Forschung vorantreiben.

Liu, J., Sato, Y., Yang, F., Kukor, A. J., & Hein, J. E. (2022). An Adaptive Auto‐Synthesizer using Online PAT Feedback to Flexibly Perform a Multistep Reaction. Chemistry–Methods, 2(8). doi.org/10.1002/cmtd.202200009
Malig, T. C., Kumar, A., & Kurita, K. L. (2022). Online and In Situ Monitoring of the Exchange, Transmetalation, and Cross-Coupling of a Negishi Reaction. Organic Process Research & Development, 26(5), 1514–1519. doi: org/10.1021/acs.oprd.2c00081
Naserifar, S., Kuijpers, P. F., Wojno, S., Kádár, R., Bernin, D., & Hasani, M. (2022). In situ monitoring of cellulose etherification in solution: probing the impact of solvent composition on the synthesis of 3-allyloxy-2-hydroxypropyl-cellulose in aqueous hydroxide systems. Polymer Chemistry, 13(28), 4111–4123. doi.org/10.1039/d2py00231k
Talicska, C. N., O’Connell, E. C., Ward, H. W., Diaz, A. R., Hardink, M. A., Foley, D. A., Connolly, D., Girard, K. P., & Ljubicic, T. (2022). Process analytical technology (PAT): applications to flow processes for active pharmaceutical ingredient (API) development. Reaction Chemistry & Engineering, 7(6), 1419–1428. doi.org/10.1039/d2re00004k
Wei, B., Sharland, J. C., Blackmond, D. G., Musaev, D. G., & Davies, H. M. L. (2022). In Situ Kinetic Studies of Rh(II)-Catalyzed C–H Functionalization to Achieve High Catalyst Turnover Numbers. ACS Catalysis, 12(21), 13400–13410. doi.org/10.1021/acscatal.2c04115
Foth, P. J., Malig, T. C., Yu, H., Bolduc, T. G., Hein, J. E., & Sammis, G. M. (2020). Halide-Accelerated Acyl Fluoride Formation Using Sulfuryl Fluoride. Organic Letters, 22(16), 6682–6686. 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., Al Ismaili, L. Q., Su, Q., Sayin, R., Born, S. C., Takizawa, B., O’Connor, T. F., Yang, X., Ramanujam, S., & Mascia, S. (2020). Continuous reactive crystallization of an API in PFR-CSTR cascade with in-line PATs. Reaction Chemistry & Engineering, 5(10), 1950–1962. doi.org/10.1039/d0re00216j

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Wofür werden FTIR-Spektrometer verwendet?

Was ist FTIR-Spektroskopie?

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