 |
Použití metod procesních analytických technologií (PAT) má stále větší význam ve všech oblastech akademické a průmyslové syntetické chemie. Reakční analýza v reálném čase je hlavním prvkem celkové strategie PAT, která zahrnuje pokročilou analytiku, modelování a digitalizaci. Hlavním cílem strategie PAT je získávat data a převádět je na použitelné informace, které urychlují pochopení reakcí a procesních informací s cílem maximalizovat výtěžnost, kvalitu a udržitelnost chemické syntézy.
V závislosti na specifické oblasti chemie lze zvolit spektroskopické metody, jako jsou např. FTIR, Raman, UV/Vis, NIR, NMR a MS, které umožňují analýzu v reálném čase. Pro online reakční analýzu jsou k dispozici také nejmodernější chromatografické metody, jako je UPLC. Tyto technologie poskytují rozsáhlé datové toky, které lze analyzovat pomocí pokročilých nástrojů pro analýzu a modelování. Často se v kombinaci používá více technik analýzy v reálném čase. Tyto techniky vám pomohou získat data, která plně charakterizují reakci nebo proces.
Získejte „Průvodce reakční analýzou v reálném čase“, ve kterém se dozvíte o klíčových metodách pro hlubší pochopení reakcí a procesních informací v oblastech trendů syntetické chemie.
V syntetické chemii se vyvinula řada současných trendů a témat, kde hrají důležitou roli metody PAT a reakční analýza:
- Strategie Kvalita od prvopočátku (QbD). Jako aktivní trend ve farmaceutické a chemické výrobě vyžaduje QbD vývoj technologie reakční analýzy v reálném čase.
- Experimentování bohaté na data (DRE). DRE poskytuje procesní efektivitu a udržitelnost na základě využití metod PAT a pokročilého dynamického modelování k získání informací umožňujících rychlejší optimalizaci reakcí a jejich zavedení do výroby při nižším počtu pokusů.
- Průběžné zpracování. Farmaceutická chemie se rychle rozvíjí v oblasti používání metod souvislého toku, které využívají technologii reakční analýzy poskytující nepřerušovaná kontinuální měření.
- Udržitelná chemie prostřednictvím katalýzy. Při navrhování účinných, udržitelných syntéz a procesů patří organokatalýza, organokovová katalýza a biokatalýza mezi nejaktivnější oblasti vývoje. Reakční analýza PAT se ukázala jako velmi užitečná z hlediska pochopení kinetiky, mechanismů, katalytických cyklů a účinku reakčních parametrů v katalytické chemii.
- Inženýrství částic. Analýza v reálném čase se ukázala jako velmi užitečná z hlediska pochopení složitosti krystalizačních procesů, neboť poskytuje údaje o velikosti částic, distribuci velikosti a morfologii. PAT sleduje vliv procesních parametrů, jako je teplota, míchání, rychlost přidávání, koncentrace rozpuštěné látky a očkovací protokol, což zajišťuje vývoj odolnějších krystalizací a jejich zavedení do výroby.
- Biologické procesy. Reakční kompoziční analýza v reálném čase může poskytnout optimalizaci a aktivní kontrolu na základě měření koncentrace nutričních látek, metabolitů, biomasy, produktů a vedlejších produktů jako funkce času v biologických reakcích.
- Udržitelné procesy. Tyto procesy optimalizují výtěžnost, čistotu a atomovou účinnost a současně snižují míru používání nebezpečných materiálů a energetickou náročnost. K dosažení tohoto cíle je zapotřebí důkladné pochopení reakcí a procesních informací poskytnutých na základě metod PAT.
- Syntéza polymerů. Analytické metody in-situ sledují konverzi monomeru a tvorbu polymerů za účelem stanovení kinetiky reakcí a kontroly vlivu proměnných na klíčové vlastnosti polymerů. Analýza v reálném čase se používá k průběžnému sledování polymerních tavenin, vytlačování a filmů za účelem zajištění kvality produktu.
