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L’application des méthodes reposant sur la « PAT », la Process Analytical Technology (ou technologie de procédé analytique), prend de plus en plus d’ampleur dans tous les domaines de la chimie de synthèse, universitaires comme industriels. L’analyse des réactions en temps réel est un composant crucial pour l’ensemble d’une stratégie PAT, qui inclut des analyses avancées, de la modélisation et de la numérisation avancées. L’objectif d’une stratégie PAT est de récolter des données et de les transformer en informations exploitables qui permettent de mieux comprendre les réactions et les procédés afin d’optimiser le rendement, la qualité et la durabilité des synthèses chimiques.
Selon le type de la réaction, il est possible d’employer des méthodes spectroscopiques telles que FTIR, Raman, UV visible, NIR, NMR et MS pour une analyse en temps réel. Pour l’analyse des réactions en ligne, des méthodes chromatographiques de pointe telles que l’UPLC sont également possibles. Ces technologies fournissent des flux de données complets et orthogonaux qui peuvent être analysés à l’aide d’outils d’analyse et de modélisation avancés. Souvent, plusieurs techniques d’analyse en temps réel sont combinées pour fournir des données qui caractérisent pleinement une réaction ou un procédé.
Téléchargez le guide d’analyse des réactions en temps réel pour en savoir plus sur les principales méthodes permettant d’approfondir vos connaissances sur les réactions et les procédés dans les domaines tendance de la chimie de synthèse.
De nombreuses tendances et de thèmes actuels en chimie de synthèse ont évolué. Les stratégies PAT et l’analyse des réactions jouent un rôle important pour nombre d’entre eux :
- Stratégie de qualité par la conception : en tant que tendance active dans la production pharmaceutique et chimique, la stratégie de qualité par conception nécessite le développement d’une technologie d’analyse des réactions en temps réel.
- Expériences riches en données (ERD) : l’ERD améliore l’efficacité et la durabilité des procédés à l’aide de la technologie PAT et de la modélisation dynamique avancée afin de générer des informations permettant d’optimiser et d’extrapoler les réactions beaucoup plus rapidement et avec moins d’expériences.
- Procédés continus : la chimie pharmaceutique se dirige de plus en plus vers l’utilisation de méthodes en flux continu, qui sont parfaitement prises en charge par les technologies d’analyse des réactions afin d’assurer des mesures continues et ininterrompues.
- Chimie durable grâce à la catalyse : dans la conception de procédés et de synthèses efficaces et durables, l’organocatalyse, la catalyse organométallique et la biocatalyse figurent parmi les domaines de développement les plus actifs. L’analyse des réactions PAT s’est révélée être un atout pour comprendre la cinétique, les mécanismes, les cycles catalytiques et l’effet des paramètres de réaction dans la chimie des catalyseurs.
- Génie des particules : l’analyse en temps réel s’est avérée inestimable pour comprendre la complexité des procédés de cristallisation, en fournissant des données sur la taille des particules, leur distribution granulométrique et leur morphologie. La technologie PAT assure le suivi des conséquences des paramètres de procédé, tels que la température, le mélange, la vitesse d’ajout, la concentration de soluté et le protocole d’ensemencement, garantissant le développement et l’extrapolation de cristallisations robustes.
- Procédés biologiques : l’analyse de la composition en temps réel permet d’optimiser et de contrôler activement la concentration des nutriments, des métabolites, de la biomasse, des produits et des sous-produits en fonction du temps nécessaire aux réactions biologiques.
- Procédés durables : ces procédés optimisent le rendement, la pureté et l’efficacité atomique, tout en réduisant l’utilisation de matières dangereuses et la consommation d’énergie. Pour ce faire, les technologies PAT doivent permettre de bien comprendre les réactions et les procédés.
- Synthèse des polymères : les méthodes d’analyse in situ assurent le suivi de la conversion des monomères en polymères afin de déterminer la cinétique de réaction et de contrôler l’effet des variables sur les attributs clés des polymères. Par ailleurs, l’analyse en temps réel permet de surveiller en continu les polymères fondus, les extrusions et les films afin de garantir la qualité des produits.
