Tổng hợp hóa học

Các nhà nghiên cứu làm việc trong quá trình tổng hợp hóa học đang phải chịu áp lực ngày càng tăng để khám phá và phát triển những con đường sáng tạo và quy trình hóa học mạnh mẽ càng nhanh càng tốt. Các công nghệ phân tích quy trình trực tiếp (PAT) có khả năng cung cấp các đầu mối quan trọng cho phép các nhà nghiên cứu hiểu được động học, đường đi và cơ chế phản ứng hóa học. Nhằm hiểu được phản ứng gia tăng, các nhà khoa học có thể nhanh chóng tối ưu hóa và mở rộng quy quy mô quy trình với tốc độ và hiệu suất cao. Xem thư viện ứng dụng tổng hợp hóa học cho các ấn phẩm gần đây và ứng dụng trong công nghiệp.

Các nhà nghiên cứu áp dụng theo dõi phản ứng tại chỗ để hiểu được hoạt động và độ mạnh của các thành phần xúc tác hydroformyl hóa / hydro hóa mới. Bằng cách đo động học, cơ chế đường đi và phản ứng, điều kiện tối ưu cho hiệu suất chất xúc tác đã được xác định.

Thích hợp cho một loạt các phản ứng hóa học đa dạng, Quang phổ hồng ngoại chuyển đổi Fourier (FTIR) tại chỗ cung cấp thời gian thực theo dõi các loại phản ứng quan trọng. Được thiết kế để theo dõi sự tiến triển của phản ứng, ReactIR cung cấp thông tin cụ thể về phản ứng, đảo ngược, trung gian và điểm cuối phản ứng ngay cả trong những điều kiện thách thức khiến cho cho mẫu và phân tích ngoại tuyến khó khăn, như các phản ứng dưới áp suất hoặc nhiệt độ cực đoan. Các ứng dụng bao gồm tối ưu Chất xúc tác, Hydro hóa, Polymer hóa, và Hoá học phản ứng cao.

Các nhà nghiên cứu về tổng hợp hóa học thường áp dụng Thiết kế Thí nghiệm (DoE) vào thông tin tối đa khi lập kế hoạch thử nghiệm có kiểm soát. Thành phần sản phẩm, tính đặc trưng, năng suất và tạp chất được tối ưu hóa bằng cách thay đổi các điều kiện phản ứng như nhiệt độ, dung môi, chất xúc tác và nồng độ chất nền hoặc chất phản ứng. Nghiên cứu hiệu quả các yếu tố ảnh hưởng chỉ với một số ít thí nghiệm đòi hỏi các thí nghiệm phải được tiến hành dưới điều kiện được kiểm soát tốt, chính xác và có khả năng tái tạo. Tất cả điều này diễn ra một cách hoặc tự động hoặc bán tự động ở quy mô nhỏ và có thể nhanh chóng dẫn đến điều kiện phản ứng tối ưu.

Các máy hoạt động tổng hợp hóa học nhỏ cho phép các nhà nghiên cứu thực hiện nhanh chóng và hiệu quả các thí nghiệm ngày và đêm với việc kiểm soát nhiệt độ, pha trộn, liều lượng và độ pH. Kết hợp các bình phản ứng phòng thí nghiệm tự động với việc lấy mẫu đại diện, không cần can thiệp hoặc theo công cụ phân tích mẫu, cung cấp thêm sự hiểu biết về sự phát triển quy trình từ kích thước hạt đến mức độ phân tử của tuyến phản ứng, động học và tiến triển phản ứng. Các máy hoạt động tổng hợp hoá học này rất dễ sử dụng, có khả năng lặp lại cao và kết nối với nhau thông qua kiểm soát phần mềm và chia sẻ dữ liệu.

Khám phá cách các nhà nghiên cứu áp dụng các phương pháp hiệu quả để phát triển cách thức tổng hợp mới và tối ưu các điều kiện quy trình quan trọng. 4 nghiên cứu trường hợp làm nổi bật cách các công ty dược phẩm hàng đầu mở rộng hoạt động của phòng thí nghiệm tổng hợp hóa học.

Các hóa chất phản ứng cao bao gồm các chất phản ứng, chất trung gian và các sản phẩm có mối nguy hại tiềm ẩn, và thường có phản ứng tỏa nhiệt cao. Đảm bảo các điều kiện hoạt động an toàn, giảm thiểu sự phơi nhiễm cho con người và đạt được số lượng thông tin tối đa từ mỗi thí nghiệm là những yếu tố chính trong việc thiết kế thành công và nhân rộng hoá chất phản ứng cao. Theo dõi phản ứng tại chỗ là rất quan trọng bởi vì các vật liệu phản ứng cao thường không ổn định làm hạn chế việc lấy mẫu ngoại tuyến. Các ví dụ bao gồm tổng hợp hóa học của thuốc thử Grignard.