 |
La aplicación de métodos de tecnología analítica de procesos (PAT) tiene una importancia cada vez mayor en todas las áreas de la química de síntesis académica e industrial. El análisis de reacciones en tiempo real es un elemento importante de una estrategia de PAT global, que incluye análisis, modelado y digitalización avanzados. El objetivo general de una estrategia de PAT es adquirir y transformar datos en información procesable que agilice la comprensión de las reacciones y el conocimiento de los procesos para maximizar el rendimiento, la calidad y la sostenibilidad de la síntesis química.
Dependiendo de la química específica, se pueden elegir métodos espectroscópicos entre lo que se incluyen FTIR, Raman, UV-VIS, NIR, NMR y MS para permitir el análisis en tiempo real. Los métodos cromatográficos de última generación, como UPLC, también están disponibles para el análisis de reacciones on-line. Estas tecnologías ofrecen amplios flujos de datos que se pueden analizar con herramientas avanzadas de análisis y modelado. Con frecuencia, se emplean varias técnicas combinadas de análisis en tiempo real para proporcionar datos que caracterizan por completo una reacción o proceso.
Consiga la “Guía de análisis de reacciones en tiempo real” para conocer los métodos clave para desarrollar una comprensión más profunda de las reacciones y el conocimiento de los procesos para las áreas de tendencia de la química de síntesis.
Hay una serie de temas y tendencias actuales de la química de síntesis que han evolucionado y en los que la tecnología PAT y el análisis de reacciones son importantes:
- Estrategia de calidad por diseño (QbD). Como tendencia activa en la producción de productos farmacéuticos y químicos, la estrategia QbD requiere el desarrollo de la tecnología de análisis de reacciones en tiempo real.
- Experimentación con abundancia de datos (DRE). La DRE ofrece eficacia y sostenibilidad de los procesos al usar la tecnología PAT y el modelado dinámico avanzado para generar información que permita la optimización y el escalado de las reacciones mucho más rápido y con menos experimentos.
- Procesamiento continuo. Los procesos químicos de los productos farmacéuticos están evolucionando rápidamente hacia el uso de métodos de flujo continuo, que están bien atendidos por la tecnología de análisis de reacciones para ofrecer mediciones continuas y sin interrupciones.
- Química sostenible mediante catálisis. En el diseño de síntesis y procesos eficaces y sostenibles, la organocatálisis, la catálisis organometálica y la biocatálisis se encuentran entre las áreas de desarrollo más activas. El análisis de reacciones de PAT ha demostrado ser un elemento muy valioso para comprender la cinética, los mecanismos, los ciclos catalíticos y el efecto de los parámetros de reacción en la química basada en catalizadores.
- Ingeniería de partículas. El análisis en tiempo real ha demostrado ser un elemento muy valioso para comprender las complejidades de los procesos de cristalización, ofreciendo datos sobre el tamaño de las partículas, la distribución del tamaño y la morfología. La tecnología PAT hace un seguimiento del impacto de los parámetros de proceso, como la temperatura, el mezclado, la tasa de adición, la concentración de soluto y el protocolo de siembra, lo que asegura el desarrollo y el escalado de cristalizaciones sólidas.
- Procesos biológicos. El análisis de reacciones de composición en tiempo real puede proporcionar optimización y control activo al medir la concentración de nutrientes, metabolitos, biomasa, productos y productos secundarios en función del tiempo en las reacciones biológicas.
- Procesos sostenibles. Estos procesos optimizan el rendimiento, la pureza y la eficacia atómica, a la vez que reducen el uso de materiales peligrosos y la demanda de energía. Para lograr esto, se requiere una comprensión profunda de las reacciones y un conocimiento de los procesos proporcionado por la tecnología PAT.
- Síntesis de polímeros. Los métodos analíticos in situ hacen un seguimiento de la conversión de monómeros en la formación de polímeros para determinar la cinética de reacción y controlar el efecto de las variables en los atributos clave de polímeros. El análisis en tiempo real se usa para controlar continuamente las películas, extrusiones y fundidos de polímeros a fin de asegurar la calidad de los productos.
