Control del isocianato residual

Las reacciones de litiación y organolitio son clave en el desarrollo de complejos compuestos farmacéuticos; los compuestos de organolitio también actúan de iniciadores en determinadas reacciones de polimerización.

Una reacción de síntesis es un proceso químico en el que elementos o compuestos simples se combinan para formar una producto más compleja. Se representa mediante la ecuación: A + B → AB.

Los isocianatos son los elementos constituyentes esenciales para conseguir los polímeros de poliuretano de alto rendimiento que componen los revestimientos, las espumas, los adhesivos, los elastómeros y los aislamientos. La preocupación por la exposición a los isocianatos residuales condujo al establecimiento de nuevos límites en cuanto a isocianatos residuales en los nuevos productos. Los métodos analíticos tradicionales para medir la concentración residual de isocianato (NCO), en los que se usan muestreos y análisis fuera de línea, plantean algunos problemas. El control in situ con tecnología analítica de procesos permite afrontar estos retos y que los fabricantes y formuladores puedan garantizar el cumplimiento de las especificaciones de calidad de los productos, la seguridad del personal y las regulaciones medioambientales.

La medición de la reacción de polimerización resulta fundamental para producir materiales que cumplan los requisitos, entre los que se incluyen la comprensión inmediata, la exactitud y reproducibilidad, y la seguridad mejorada.

La determinación de perfiles de impurezas está encaminada a la identificación y posterior cuantificación de determinados componentes presentes en niveles bajos, normalmente inferiores a 1 % e idealmente inferiores a 0,1 %.

Las reacciones químicas exotérmicas conllevan ciertos riesgos inherentes, especialmente durante el escalado. Entre los riesgos, podemos destacar los peligros para la seguridad, por ejemplo, una presión excesiva, la descarga de contenido o la explosión, así como el rendimiento del producto y la degradación de la pureza asociada a cualquier fuerte incremento de la temperatura.  Por ejemplo, un control inadecuado de las reacciones de Grignard plantea riesgos de seguridad asociados a la acumulación de haluro orgánico que, si no se detecta, puede generar un resultado catastrófico que provoque una reacción en cadena.

El estudio de las reacciones de hidrogenación requiere decisiones informadas para optimizar el proceso en el laboratorio y garantizar su repetibilidad en mayores cantidades. Se realizan mediciones continuas y en tiempo real de las reacciones para lograr una comprensión profunda y sólida del proceso. El objetivo es tomar decisiones más rápido para reducir el número de experimentos y el tiempo de escalado del proceso; aumentar la selectividad y el rendimiento a partir de la información prácticamente instantánea sobre la dirección de la reacción; reducir los tiempos de ciclo y mejorar el rendimiento determinando el punto final ideal mediante la detención de una reacción en un punto específico y además evitando el riesgo de formación de productos secundarios.

La química altamente reactiva se refiere a las reacciones químicas que implican especies químicas altamente reactivas, como radicales libres, iones altamente cargados y moléculas altamente inestables.

Muchos procesos requieren que las reacciones se realicen a alta presión. Trabajar bajo presión es un reto y recoger muestras para su análisis fuera de línea es difícil y lleva mucho tiempo. Un cambio en la presión podría afectar a la velocidad, la conversión y el mecanismo de reacción, así como a otros parámetros del proceso; además, la sensibilidad al oxígeno, al agua y las cuestiones de seguridad asociadas son problemas habituales.

La halogenación se produce cuando uno o varios átomos de flúor, cloro, bromo o yodo sustituyen a uno o varios átomos de hidrógeno en un compuesto orgánico. Dependiendo del halógeno específico, de la naturaleza de la molécula de sustrato y de las condiciones generales de reacción, las reacciones de halogenación pueden ser muy enérgicas y seguir distintos caminos. Por este motivo, comprender estas reacciones desde una perspectiva cinética y termodinámica es fundamental para garantizar el rendimiento, la calidad y la seguridad del proceso.

Los catalizadores crean una ruta alternativa para aumentar la velocidad y el resultado de una reacción, por lo que es importante conocer a fondo la cinética de la reacción. No solo proporciona información sobre la velocidad de la reacción, sino que también ofrece información sobre el mecanismo de esta. Existen dos tipos de reacciones catalíticas: heterogéneas y homogéneas. Las heterogéneas se dan cuando el catalizador y el reactivo existen en dos fases distintas. Las homogéneas se dan cuando el catalizador y el reactivo se encuentran en la misma fase.

El diseño de experimentos (DoE) requiere que los experimentos se lleven a cabo en condiciones bien controladas y reproducibles en la optimización de los procesos químicos. Los reactores de síntesis química están diseñados para realizar investigaciones de DoE que aseguren datos de alta calidad.

Los mecanismos de reacción describen los pasos sucesivos a nivel molecular que tienen lugar en una reacción química. Los mecanismos de reacción no se demuestran, sino que se postulan a partir de experimentos empíricos y deducciones. La espectroscopia FTIR in situ proporciona información con la que se puede respaldar las hipótesis sobre los mecanismos de reacción.

La síntesis organometálica, o química organometálica, que constituye una de las áreas más investigadas de la química, es el proceso de crear compuestos organometálicos. Los compuestos organometálicos se suelen usar para las síntesis de productos químicas puros y para catalizar las reacciones. La espectroscopia Raman y la infrarroja in situ figuran entre los métodos analíticos más eficaces para el estudio de las síntesis y los compuestos organometálicos.

La síntesis de oligonucleótidos es el proceso químico mediante el que los nucleótidos se unen específicamente para formar un producto de la secuencia deseada.

La alquilación es el proceso por el que se añade un grupo alquilo a una molécula de sustrato. La alquilación es una técnica muy usada en química orgánica.

Esta página describe qué son los epóxidos, cómo se sintetizan y la tecnología para hacer un seguimiento de la progresión de la reacción, incluidos la cinética y los mecanismos clave.

Las reacciones de acoplamiento cruzado de Suzuki y otras relacionadas utilizan catalizadores de metales de transición, como los complejos de paladio, para formar enlaces C-C entre haluros de alquilo y arilo con diversos compuestos orgánicos.

La activación del enlace C-H es una serie de procesos mecanísticos por los que se escinden los enlaces estables carbono-hidrógeno de los compuestos orgánicos.

La organocatálisis es el uso de moléculas orgánicas específicas que pueden acelerar reacciones químicas mediante la activación catalítica.

Procesos catalíticos de hidroformilación o síntesis oxo que sintetizan los aldehídos de los alquenos. Los aldehídos resultantes forman la materia prima para muchos otros compuestos orgánicos útiles.

Las reacciones click se refieren a las reacciones químicas que cumplen los criterios de la química click. Las reacciones click son típicamente rápidas, de alto rendimiento y se producen en condiciones suaves, lo que las hace ideales para una gran variedad de aplicaciones.

Un reactor con depósito agitado continuo (CSTR) es un recipiente en el que distintos reactivos y reactantes fluyen hacia un reactor, mientras que el producto de esa reacción se evacua.