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使用製程分析技術 (PAT) 方法的重要性,在所有學術和工業合成化學領域中越來越高。即時反應分析是整體 PAT 策略的主要元素,包括進階分析、建模與數位化。PAT 策略的整體目標是取得資料並轉換成可付諸行動的資訊,讓人更快瞭解反應和得知流程,讓化學合成達到最高的良率、品質與永續性。
依具體化學而定,FTIR、Raman、UV/VIS、NIR、NMR 和 MS 等光譜方法都能實現即時分析。目前也有 UPLC 等最先進的層析法能用於線上反應分析。這些技術提供的廣大資料流,能利用高級分析和建模工具進行分析。為了提供能完整描繪反應或流程的資料,時常合併使用多種即時分析技術。
取得「即時反應分析指南」,瞭解合成化學的趨勢領域,有哪些主要方法能讓人深入瞭解反應和得知流程。
合成化學目前有許多趨勢和主題逐漸演變,PAT 和反應分析在其中扮演重要的角色:
- 品質源於設計 (QbD) 策略。 「品質源於設計」是現在製藥和化學生產的趨勢,需為其開發出即時反應分析技術。
- 資料豐富的實驗 (DRE)。 「資料豐富的實驗」提供流程效率和永續性,利用 PAT 和先進動態建模功能來產生資訊,反應最佳化和擴大的速度遠勝以往,實驗次數變得更少。
- 連續處理。 製藥化學正迅速走向採用連續流動法,反應分析技術妥善利用這種方法,提供連續不斷的測量作業。
- 透過催化作用達到永續化學。在設計永續且高效率的合成和流程方面,有機催化、有機金屬催化和生物催化是最活躍的發展領域之一。在瞭解動力、機制、催化循環,與反應參數在催化劑型化學研究的影響上,PAT 反應分析證明很有價值。
- 粒子工程。 在瞭解結晶過程的複雜性方面,即時分析也證明很有價值,為顆粒大小、大小分佈和形態提供相關資料。PAT 追蹤許多流程參數的影響,例如溫度、混合、摻和率、溶質濃度和播種協定,確保能發展和擴大健全的結晶。
- 生物過程。 即時的組成反應分析,能根據時間在生物反應中測量營養素、代謝物、生質、產物和副產物的濃度,以提供最佳化及活性對照。
- 永續流程。 這些流程讓良率、純度和原子效率達到最佳,同時減少危險材料用量和能源要求。要實現這點,必須徹底瞭解反應和借重 PAT 所提供的流程知識。
- 聚合物合成。 原位分析方法會追蹤單體轉換成聚合物的過程,以確定反應動力並控制變數對關鍵聚合物屬性的影響。即時分析用於持續監測聚合物的融化、擠出和薄膜,確保產品的品質。