 |
Uporaba metod procesno analitske tehnologije (PAT) postaja čedalje bolj pomembna na vseh področjih akademske in panožne sintezne kemije. Reakcijska analiza v realnem času je pomemben element splošne strategije PAT, ki vključuje napredno analitiko, modeliranje in digitalizacijo. Splošni cilj strategije PAT je pridobivanje podatkov in njihovo preoblikovanje v dejavnostne informacije za boljše razumevanje reakcij in postopkov ter posledično povečanje izkoristka, kakovosti in trajnosti kemijskih sintez.
Pri izvajanju analize v realnem času lahko izbirate med različnimi spektroskopskimi metodami, kot so FTIR, Raman, UV/Vis, NIR, NMR in MS, odvisno od področja kemije. V okviru spletne reakcijske analize so na voljo tudi vrhunske kromatografske metode, kot je UPLC. Te tehnologije zagotavljajo obsežne podatkovne tokove, ki jih je mogoče analizirati z naprednimi orodji za analizo in modeliranje. Za zagotovitev celovitih, podrobnih podatkov celotne reakcije ali postopka je običajno uporabljena kombinacija več tehnik analize v realnem času.
Pridobite »Priročnik o reakcijski analizi v realnem času« ter se seznanite s ključnimi metodami za podrobnejše razumevanje reakcij in postopkov na priljubljenih področjih sintezne kemije.
Na področju sintezne kemije trenutno obstajajo številni trendi in teme, kjer tehnologija PAT in reakcijska analiza igrata pomembni vlogi:
- Strategija »Quality by Design« (QbD). Koncept QbD je aktivni trend na področju proizvodnje farmacevtskih in kemičnih izdelkov, ki temelji na razvoju tehnologije za reakcijsko analizo v realnem času.
- Poskusi z veliko količino podatkov (DRE). DRE zagotavlja učinkovitost in trajnost postopkov z uporabo tehnologije PAT in naprednega, dinamičnega modeliranja za namene pridobivanja informacij, ki omogočajo hitrejšo optimizacijo in povečanje obsega reakcij z manj poskusi.
- Neprekinjeno izvajanje postopkov. V farmacevtski kemiji se hitro razvijajo metode kontinuiranega pretoka, za katere je primerna uporaba tehnologije reakcijske analize, ki zagotavlja neprekinjene in kontinuirane meritve.
- Trajnostna kemija s katalizo. Največji napredek v razvoju na področju snovanja učinkovitih, trajnostnih sintez in postopkov je mogoče opaziti v organokatalizi, organokovinski katalizi ter biokatalizi. Reakcijska analiza PAT se je izkazala za zelo dragoceno pri razumevanju kinetike, mehanizmov, katalitskih ciklov in vpliva reakcijskih parametrov v kemiji, kjer se uporabljajo katalizatorji.
- Inženirstvo delcev. Analiza v realnem času se je izkazala za neprecenljivo pri razumevanju zapletenosti postopkov kristalizacije, saj zagotavlja podatke o velikosti delcev, porazdelitvi po velikosti in morfologiji. Tehnologija PAT spremlja vpliv postopkovnih parametrov, kot so temperatura, mešanje, hitrost dodajanja, koncentracija topljenca in protokol sejanja, za zagotavljanje razvoja in povečanje zanesljivih kristalizacij.
- Biološki postopki. Reakcijska analiza kompozicije v realnem času omogoča optimizacijo in aktivni nadzor z merjenjem koncentracije hranil, metabolitov, biomase, produktov ter stranskih produktov v odvisnosti od časa v bioloških reakcijah.
- Trajnostni postopki. S temi postopki optimizirate izkoristek, čistost in učinkovitost atomov ter hkrati zmanjšate uporabo nevarnih materialov in potrebo po energiji. Za doseganje takšnih ciljev je potrebno temeljito razumevanje reakcij in poznavanje postopkov, ki jih zagotavlja tehnologija PAT.
- Sinteza polimerov. Analitske metode na mestu uporabe omogočajo spremljanje pretvorbe monomerov v polimere za namene določanja reakcijske kinetike in upravljanja vpliva spremenljivk na ključne lastnosti polimerov. Analiza v realnem času je uporabljena za stalno spremljanje taljenja polimerov, ekstruzij in folij za zagotavljanje kakovosti izdelkov.
