Síntesis orgánica

Los investigadores que trabajan en el ámbito de la química orgánica sintética están sometidos cada vez a mayor presión para descubrir y desarrollar vías sintéticas innovadoras y procesos químicos sólidos cuanto antes.  Las tecnologías analíticas de procesos (PAT, por sus siglas en inglés) en línea pueden proporcionar información importante que permita a los investigadores entender la cinética, las vías y los mecanismos de las reacciones químicas. Gracias a una mayor comprensión de las reacciones, los científicos pueden optimizar y ampliar procesos rápidamente mediante un rendimiento y una solidez aumentados.   Consulte la biblioteca de aplicaciones para acceder a aplicaciones industriales y publicaciones recientes. 

Un grupo de investigadores ha aplicado el control de reacciones in situ con el objetivo de entender la actividad y la solidez de nuevos componentes del catalizador de hidroformilación/hidrogenación.  Gracias a la medición de la cinética, la vía y los mecanismos de reacción, se identificaron las condiciones óptimas para el rendimiento del catalizador.

Apta para una gran variedad de procesos químicos, la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) in situ  posibilita un control en tiempo real de especies clave de reacciones. ReactIR, cuyo diseño permite realizar un seguimiento de la progresión de las reacciones, ofrece información específica sobre sus inicios, conversiones, productos intermedios y punto final, incluso en condiciones exigentes que complican el análisis y el muestreo fuera de línea, como las reacciones bajo presión o en temperaturas extremas. Las aplicaciones incluyen optimización del catalizador, hidrogenación, polimerización y química altamente reactiva.

Los investigadores suelen aplicar el diseño de experimentos (DoE) a la mayor cantidad de información posible a la hora de planear un experimento controlado.  La composición del producto, la esteroespecificidad, el rendimiento y las impurezas se optimizan cambiando las condiciones de la reacción, como la temperatura, los disolventes, el catalizador y las concentraciones de sustratos o soluciones.  Una investigación eficaz de los factores influyentes con tan solo un pequeño número de experimentos requiere que estos se lleven a cabo en condiciones reproducibles, precisas y bien controladas. Idealmente, todo esto se produce a pequeña escala y de forma total o parcialmente automatizada, y puede derivar rápidamente en condiciones de reacciones optimizadas.

Las estaciones de trabajo de síntesis orgánica de pequeño volumen permiten a los químicos llevar a cabo de forma rápida y eficaz experimentos ininterrumpidamente con control sobre la temperatura, el mezclado, la dosificación y el pH.  La combinación de reactores de laboratorio automatizados con muestreos representativos sin supervisión o herramientas analíticas in situ aporta un nivel adicional de comprensión de desarrollo de procesos, desde el tamaño de las partículas hasta el nivel molecular de la vía de la reacción, pasando por la progresión de esta y la cinética. Estas estaciones de trabajo de síntesis orgánica ofrecen un uso sencillo, un alto grado de repetición y se hallan interconectadas mediante el uso compartido de datos y el control por software.

Descubra el modo en que los investigadores aplican métodos eficaces para desarrollar nuevas vías sintéticas y optimizar condiciones de proceso críticos. Existen cuatro casos prácticos que ilustran la forma en la que empresas farmacéuticas líderes aumentan el rendimiento de sus laboratorios de síntesis.

Las químicas altamente reactivas contienen productos, intermedios y reactivos potencialmente peligrosos, y suelen implicar reacciones con un elevado nivel de desprendimiento de calor. La garantía de unas condiciones seguras, la minimización de la exposición humana y la obtención de la máxima cantidad de información posible de cada experimento representan factores claves a la hora de diseñar y ampliar correctamente procesos químicos altamente reactivos.  El control de reacciones in situ resulta vital, ya que los materiales altamente reactivos suelen ser inestables, lo que limita el muestreo fuera de línea.  Como ejemplo, cabría mencionar la síntesis de reactivos de Grignard.