Kenetik af kemisk reaktion

Forskere, der arbejder i syntetisk organisk kemi, er under stigende pres for at opdage og udvikle innovative syntetiske forløb og robuste kemiske processer så hurtigt som muligt.   In-line procesanalytiske teknologier (PAT) er i stand til at levere vigtige spor, der sætter forskere i stand til at forstå kinetik, forløb, og mekanismer i kemiske reaktioner. Bevæbnet med øget forståelse for reaktioner, er forskerne i stand til hurtigt at optimere og optrappe processer med øget robusthed og ydeevne.   Se applikationsbiblioteket for de seneste udgivelser og industrielle applikationer. 

Forskere anvendte in situ reaktionsovervågning for at forstå aktivitet og robusthed af nye komponenter i hydroformylering/hydrogeneringskatalysator. Ved at måle kinetik, forløb og reaktionsmekanismer, blev der identificeret de optimale betingelser for katalysatorydeevne.

Da det passer til en bred vifte af kemiske anvendelser, giver in situ Fourier Transform Infrarød (FTIR) spektroskopi overvågning i realtid af centrale reaktionstyper. Da det er designet til at følge reaktionsforløbet, giver ReactIR specifikke oplysninger om igangsættelse af reaktioner, konvertering, mellemprodukter og slutpunkt. Dette sker selv under vanskelige forhold, der gør offline prøvetagning og analyse vanskelig, såsom reaktioner under tryk eller ekstreme temperaturer. Applikationer omfatter Katalysatoroptimering, Hydrogenering, Polymerisering og meget reaktiv kemi.

Forskere anvender ofte Design af forsøg (DoE) til maksimal information, når de planlægger kontrollerede forsøg.  Produktsammensætning, stereospecificitet, udbytte og urenheder optimeres ved at ændre reaktionsbetingelserne, såsom temperatur, opløsningsmiddel, katalysator, og koncentrationer af substrat eller reagens.  En effektiv undersøgelse af de påvirkende faktorer med kun et lille antal eksperimenter, kræver at eksperimenterne udføres under velkontrollerede, nøjagtige og reproducerbare betingelser. Alt dette finder fortrinsvis sted automatiseret eller semi-automatiseret i lille målestok og kan hurtigt føre til optimerede reaktionsbetingelser.

Arbejdsstationer til organisk syntesemed lille volumen gør det muligt for kemikere hurtigt og effektivt at udføre eksperimenter dag og nat med kontrol over temperatur, blanding, dosering og pH.  Kombinationen af automatiserede laboratoriereaktorer med uovervåget repræsentativ prøvetagning eller in situ analyseværktøjer giver et ekstra niveau af forståelse for procesudvikling, fra partikelstørrelse til det molekylære niveau af reaktionsforløb, kinetik og reaktionsprogression. Disse arbejdsstationer til organisk syntese er nemme at bruge, meget gentagelige og forbundet med hinanden via softwarekontrol og datadeling.

Opdag, hvordan forskerne anvender effektive metoder til at udvikle nye syntetiske baner og optimere kritiske procesforhold. Fire casestudier belyser, hvordan førende farmaceutiske virksomheder udvider synteselaboratorieydeevne.

Meget reaktiv kemi har potentielt farlige reaktanter, mellemprodukter og produkter og involverer ofte meget eksotermiske reaktioner. Sikring af sikre driftsforhold, minimering af menneskelig eksponering og opnåelse af den maksimale mængde information i hvert forsøg er nøglefaktorer i succesfuldt design af og optrapning af meget reaktive kemier. In situ-reaktionsovervågning er kritisk, da meget reaktive materialer ofte er ustabile, hvilket begrænser offline prøvetagning. Eksempler omfatter syntese af Grignard-reagenser.