Aujourd'hui, les chercheurs en chimie organique de synthèse se doivent de découvrir et de développer rapidement de nouvelles voies de synthèses et de nouveaux procédés chimiques efficaces. Les technologies PAT (Process Analytical Technologies) en ligne permettent de bénéficier d'informations pertinentes qui donnent la possibilité aux chercheurs de comprendre la cinétique, la voie et les mécanismes des réactions chimiques. Armés d'une meilleure compréhension des réactions, les scientifiques sont capables d'optimiser et de faire évoluer les procédés rapidement, tout en augmentant leur fiabilité et leur efficacité. Consultez la bibliothèque d'applications pour accéder aux publications récentes et obtenir des informations sur les différentes applications concernées.
Aide rapide
Améliorez la performance des catalyseurs
Des chercheurs ont mis en place une surveillance des réactions in situ pour analyser le fonctionnement et la fiabilité des nouveaux composants de catalyseurs d'hydroformylation/hydrogénation. En analysant la cinétique, la voie et les mécanismes des réactions, les conditions optimales d'utilisation des catalyseurs ont été définies.
Surveillance des réactions en temps réel
Adapté à de nombreux procédés chimiques, la spectroscopie FTIR (Fourier Transform Infrared) in situ permet de surveiller en temps réel les principaux types de réactions. Conçue pour suivre la progression des réactions, la technologie ReactIR offre des informations spécifiques sur l'initiation, la conversion, les produits intermédiaires et le point final des réactions, même dans des conditions difficiles où l'analyse et l'échantillonnage hors ligne sont complexes (par exemple sous pression ou dans des températures extrêmes). Les applications concernées incluent l'optimisation des catalyseurs, l'hydrogénation, la polymérisation et la chimie hautement réactive.
Plans d'expérimentation
pour des conditions de réactions optimales
Les chercheurs appliquent souvent des plans d'expérimentation à un maximum d'informations lors de la planification d'une expérimentation contrôlée. Le rendement, la stéréospécificité, les impuretés et la composition des produits sont optimisés en changeant les conditions de réaction telles que la température, le solvant, le catalyseur et les concentrations de substrats ou de réactifs. L'analyse efficace des différents facteurs importants en un nombre limité d'expérimentations requiert des expérimentations bien contrôlées, précises et dont les conditions sont reproductibles. Ces opérations sont de préférence automatisées ou semi-automatisées et sont effectuées à petite échelle. Elles peuvent rapidement mener à des conditions de réactions optimales.
Postes de synthèse chimique
De nouvelles techniques pour une chimie plus efficace
Les postes de synthèse chimique de petit volume permettent aux chimistes d'effectuer rapidement et efficacement des expérimentations, de jour comme de nuit, en gardant le contrôle de la température, du mélange, du dosage et du pH. L'association de réacteurs de laboratoire avec des outils d'échantillonnage représentatif automatique ou d'analyse in situ permet de mieux comprendre le développement de procédés, de la taille des particules au niveau moléculaire de la voie, de la cinétique et de la progression de la réaction. Ces postes de synthèse organique sont faciles à utiliser, offrent des résultats hautement répétables et sont connectés grâce au contrôle logiciel et au partage des données.
Techniques de synthèse de molécules innovantes
Découvrez comment les chercheurs mettent en place des méthodes efficaces de développement de nouvelles voies de synthèse et d'optimisation des conditions critiques de procédé. Quatre études de cas soulignent à quel point les entreprises leaders du secteur pharmaceutique cherchent à développer les performances de leurs laboratoires de synthèse.
Extrapolation et optimisation
Chimie hautement réactive
La chimie hautement réactive peut impliquer des réactifs, des produits intermédiaires et des produits finis dangereux, ainsi que des réactions hautement exothermiques. Assurer la sécurité des opérations, réduire l'exposition humaine et recueillir un maximum d'informations à chaque expérience : tels sont les facteurs clés dans la conception et l'extrapolation de procédés efficaces de chimie hautement réactive. La surveillance des réactions in situ est primordiale, car les substances hautement réactives sont souvent instables et complexifient l'échantillonnage hors ligne. La synthèse de réactifs de Grignard illustre bien cela.
Applications
Applications de chimie organique de synthèse
Réactifs clés pour la synthèse de molécules complexes
Les réactions de lithiation et d'organolithiens sont essentielles dans le développement de composés pharmaceutiques complexes ; les composés organolithiens servent également d'initiateurs dans certaines réactions de polymérisation.
Compréhension fondamentale des réactions chimiques et des facteurs qui les affectent
Les mécanismes réactionnels correspondent aux étapes successives au niveau moléculaire qui ont lieu lors d'une réaction chimique. Bien qu'ils ne puissent pas être prouvés, les mécanismes réactionnels donnent lieu à des hypothèses fondées sur l'expérimentation empirique et la déduction. La spectroscopie FTIR in situ fournit des informations pour étayer ces hypothèses.
Technologie analytique de procédé pour les mesures continues des isocyanates résiduels
Les isocyanates sont les éléments essentiels des polymères hautes performances à base de polyuréthane qui constituent les revêtements, les mousses, les adhésifs, les élastomères et les matériaux d'isolation. Les problèmes liés à une surexposition aux isocyanates résiduels ont entraîné une réduction des seuils de ces composés dans les nouveaux produits. Les méthodes d'analyse traditionnelles pour mesurer les concentrations d'isocyanates résiduels en effectuant des prélèvements et des analyses hors ligne présentent des difficultés. La surveillance in situ avec technologie analytique de procédé résout ces difficultés et garantit aux fabricants et aux formulateurs le respect des critères de qualité, des normes de sécurité du personnel et des réglementations environnementales.
Méthodes et techniques pour développer la chimie des polymères de synthèse
Les mesures des réactions de polymérisation sont essentielles pour produire un matériau qui répond à des exigences ciblées, notamment afin de garantir une compréhension immédiate, des résultats précis et reproductibles, ainsi qu'une sécurité renforcée.
Stratégies de développement de procédés automatisés pour les chimistes
Le profilage des impuretés a pour objectif d'identifier et de quantifier ensuite les composants spécifiques présents à de faibles niveaux, généralement inférieurs à 1 % et idéalement, à 0,1 %.
Comprendre, contrôler le développement de la réaction de Grignard et extrapoler
Les réactions chimiques exothermiques présentent des risques inhérents, particulièrement au cours de l'extrapolation. Ces risques incluent les problèmes de sécurité comme une pression excessive, une décharge de contenu, les explosions, une dégradation du rendement de produit ou de sa pureté due à une hausse rapide de la température. Par exemple, un contrôle inadéquat des réactions de Grignard pose des problèmes de sécurité associés à l'accumulation de l'halogénure organique qui, s'il n'est pas détecté, peut avoir des conséquences graves et entraîner un emballement réactionnel.
Comprendre et optimiser les effets des paramètres de procédé sur les réactions d'hydrogénation
L'étude des réactions d'hydrogénation implique de prendre des décisions avisées afin d'optimiser le procédé en laboratoire et de garantir sa répétabilité lors de son extrapolation. Des mesures continues de la réaction en temps réel permettent d'améliorer la compréhension fondamentale du procédé. Ces mesures permettent ainsi de prendre des décisions plus rapidement afin de réduire le nombre d'expériences et le délai d'extrapolation du procédé ; d'améliorer la sélectivité/le rendement grâce aux informations quasi instantanées sur la direction de la réaction ; de réduire la durée du cycle et d'améliorer le rendement en déterminant le point final idéal en arrêtant la réaction à un moment précis et en évitant le risque de formation de produits dérivés.
Mise à l'échelle et optimisation de procédés chimiques hautement réactifs
La chimie hautement réactive est un terme se rapportant aux réactions chimiques particulièrement difficiles à générer et à gérer en raison des risques potentiels et/ou à la nature énergétique des réactifs, des intermédiaires et des produits de la synthèse. Ces composés chimiques impliquent souvent de fortes réactions exothermiques nécessitant un équipement spécialisé ou des conditions extrêmes de manipulation (comme des températures basses) pour assurer un contrôle adéquat. Assurer la sécurité des opérations, réduire l'exposition humaine et recueillir un maximum d'informations à chaque expérience : tels sont les facteurs clés dans la conception et la mise à l'échelle de procédés efficaces de chimie hautement réactive.
Understand and Characterize High Pressure Reactions Under Challenging Sampling Conditions
Many processes require reactions to be run under high pressure. Working under pressure is challenging and collecting samples for offline analysis is difficult and time consuming. A change in pressure could affect reaction rate, conversion and mechanism as well as other process parameters plus sensitivity to oxygen, water, and associated safety issues are common problems.
Key Syntheses in Pharmaceutical and Polymer Chemistry
Halogenation occurs when one of more fluorine, chlorine, bromine, or iodine atoms replace one or more hydrogen atoms in an organic compound. Depending on the specific halogen, the nature of the substrate molecule and overall reaction conditions, halogenation reactions can be very energetic and follow different pathways. For this reason, understanding these reactions from a kinetics and thermodynamic perspective is critical to ensuring yield, quality and safety of the process.
Accélérer les réactions chimiques avec un catalyseur
Les catalyseurs sont une méthode alternative permettant d'augmenter la vitesse et l'ampleur d'une réaction. Une parfaite compréhension de la cinétique de réaction est donc essentielle. Vous obtenez ainsi des informations sur la vitesse de réaction, mais aussi sur le mécanisme de cette dernière. Il existe deux types de réaction catalytique : réaction homogène et hétérogène. La réaction est dite hétérogène lorsque le catalyseur et le réactif sont présents dans deux phases différentes. La réaction est dite homogène lorsque le catalyseur et le réactif sont présents dans la même phase.
Des Outils automatisées pour des Produits qui changent la vie
Une réaction de synthèse est une processus chimique au cours de laquelle des éléments ou composés simples s’associent pour former un produit plus complexe. Il est représenté par l’équation : A + B → AB.
Une approche statistique de l'optimisation des réactions
Un plan d'expériences implique de réaliser des expériences dans des conditions contrôlées et reproductibles en vue d'optimiser les procédés chimiques. Les réacteurs de synthèse chimique sont conçus pour effectuer des analyses dans le cadre du plan d'expérimentation afin de garantir la qualité des données.
Comprendre et contrôler les composés organométalliques
La synthèse organométallique, ou chimie organométallique, définit le processus de création de composés organométalliques. Elle figure parmi les principaux domaines de recherche en chimie. Les composés organométalliques sont fréquemment utilisés pour la synthèse de produits chimiques fins et pour les réactions catalysées. Les spectroscopies raman et infrarouge in situ figurent parmi les méthodes d'analyse les plus performantes pour étudier les composés et les synthèses organométalliques.
Atteindre les objectifs de rendement, de pureté et de coût
La synthèse d'oligonucléotide désigne le processus chimique par lequel les nucléotides sont liés spécifiquement afin de constituer un produit présentant la séquence souhaitée.
Pour les réactions clés en chimie organique
L'alkylation est le procédé par lequel un groupe d'alkyles est ajouté à une molécule de substrat. L'alkylation est une technique très répandue en chimie organique.
Groupes fonctionnels clés pour la synthèse des polymères et des composés pharmaceutiques
Cette page décrit ce que sont les époxydes, comment ils sont synthétisés et la technologie permettant de suivre la progression de la réaction, y compris la cinétique et les mécanismes clés.
Key C-C Bond-Forming Reactions in Molecular Synthesis
The Suzuki and related cross-coupling reactions use transition metal catalysts, such as palladium complexes, to form C-C bonds between alkyl and aryl halides with various organic compounds.
Functionalization of Carbon Bonds
C-H bond activation is a series of mechanistic processes by which stable carbon-hydrogen bonds in organic compounds are cleaved.
Pour la synthèse asymétrique sans métal de molécules chirales
L'organocatalyse consiste à utiliser des molécules organiques spécifiques susceptibles d'accélérer les réactions chimiques via l'activation catalytique.
Comprendre les mécanismes clés et améliorer les procédés catalytiques
Hydroformylation, ou procédé oxo, procédés catalytiques qui synthétisent des aldéhydes à partir d'alcènes. Les aldéhydes qui en résultent constituent la matière première de nombreux autres composés organiques utiles.
In-Situ Chemistry to Support Click Reactions
Click reactions refer to chemical reactions that meet the criteria of click chemistry. Click reactions are typically fast, high-yielding, and occur under mild conditions, making them ideal for a variety of applications.
Technologie de flux destinée à la synthèse chimique et biologique
Un réacteur à cuve agitée en continu (CSTR) est un réservoir qui permet de faire circuler les réactifs dans un réacteur, tandis que le produit de réaction sort du réservoir.
Les mécanismes réactionnels correspondent aux étapes successives au niveau moléculaire qui ont lieu lors d'une réaction chimique. Bien qu'ils ne puissent pas être prouvés, les mécanismes réactionnels donnent lieu à des hypothèses fondées sur l'expérimentation empirique et la déduction. La spectroscopie FTIR in situ fournit des informations pour étayer ces hypothèses.
Les isocyanates sont les éléments essentiels des polymères hautes performances à base de polyuréthane qui constituent les revêtements, les mousses, les adhésifs, les élastomères et les matériaux d'isolation. Les problèmes liés à une surexposition aux isocyanates résiduels ont entraîné une réduction des seuils de ces composés dans les nouveaux produits. Les méthodes d'analyse traditionnelles pour mesurer les concentrations d'isocyanates résiduels en effectuant des prélèvements et des analyses hors ligne présentent des difficultés. La surveillance in situ avec technologie analytique de procédé résout ces difficultés et garantit aux fabricants et aux formulateurs le respect des critères de qualité, des normes de sécurité du personnel et des réglementations environnementales.
Les réactions chimiques exothermiques présentent des risques inhérents, particulièrement au cours de l'extrapolation. Ces risques incluent les problèmes de sécurité comme une pression excessive, une décharge de contenu, les explosions, une dégradation du rendement de produit ou de sa pureté due à une hausse rapide de la température. Par exemple, un contrôle inadéquat des réactions de Grignard pose des problèmes de sécurité associés à l'accumulation de l'halogénure organique qui, s'il n'est pas détecté, peut avoir des conséquences graves et entraîner un emballement réactionnel.
L'étude des réactions d'hydrogénation implique de prendre des décisions avisées afin d'optimiser le procédé en laboratoire et de garantir sa répétabilité lors de son extrapolation. Des mesures continues de la réaction en temps réel permettent d'améliorer la compréhension fondamentale du procédé. Ces mesures permettent ainsi de prendre des décisions plus rapidement afin de réduire le nombre d'expériences et le délai d'extrapolation du procédé ; d'améliorer la sélectivité/le rendement grâce aux informations quasi instantanées sur la direction de la réaction ; de réduire la durée du cycle et d'améliorer le rendement en déterminant le point final idéal en arrêtant la réaction à un moment précis et en évitant le risque de formation de produits dérivés.
La chimie hautement réactive est un terme se rapportant aux réactions chimiques particulièrement difficiles à générer et à gérer en raison des risques potentiels et/ou à la nature énergétique des réactifs, des intermédiaires et des produits de la synthèse. Ces composés chimiques impliquent souvent de fortes réactions exothermiques nécessitant un équipement spécialisé ou des conditions extrêmes de manipulation (comme des températures basses) pour assurer un contrôle adéquat. Assurer la sécurité des opérations, réduire l'exposition humaine et recueillir un maximum d'informations à chaque expérience : tels sont les facteurs clés dans la conception et la mise à l'échelle de procédés efficaces de chimie hautement réactive.
Many processes require reactions to be run under high pressure. Working under pressure is challenging and collecting samples for offline analysis is difficult and time consuming. A change in pressure could affect reaction rate, conversion and mechanism as well as other process parameters plus sensitivity to oxygen, water, and associated safety issues are common problems.
Halogenation occurs when one of more fluorine, chlorine, bromine, or iodine atoms replace one or more hydrogen atoms in an organic compound. Depending on the specific halogen, the nature of the substrate molecule and overall reaction conditions, halogenation reactions can be very energetic and follow different pathways. For this reason, understanding these reactions from a kinetics and thermodynamic perspective is critical to ensuring yield, quality and safety of the process.
Les catalyseurs sont une méthode alternative permettant d'augmenter la vitesse et l'ampleur d'une réaction. Une parfaite compréhension de la cinétique de réaction est donc essentielle. Vous obtenez ainsi des informations sur la vitesse de réaction, mais aussi sur le mécanisme de cette dernière. Il existe deux types de réaction catalytique : réaction homogène et hétérogène. La réaction est dite hétérogène lorsque le catalyseur et le réactif sont présents dans deux phases différentes. La réaction est dite homogène lorsque le catalyseur et le réactif sont présents dans la même phase.
Un plan d'expériences implique de réaliser des expériences dans des conditions contrôlées et reproductibles en vue d'optimiser les procédés chimiques. Les réacteurs de synthèse chimique sont conçus pour effectuer des analyses dans le cadre du plan d'expérimentation afin de garantir la qualité des données.
La synthèse organométallique, ou chimie organométallique, définit le processus de création de composés organométalliques. Elle figure parmi les principaux domaines de recherche en chimie. Les composés organométalliques sont fréquemment utilisés pour la synthèse de produits chimiques fins et pour les réactions catalysées. Les spectroscopies raman et infrarouge in situ figurent parmi les méthodes d'analyse les plus performantes pour étudier les composés et les synthèses organométalliques.
Publications
Publications concernant la chimie organique de synthèse
Livres blancs
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