 |
„EasySampler erleichterte Probennahmehydrierungsexperimente und ermöglichte eine Überwachung über längere Reaktionszeiten.“ Sonja Kamptmann, Novartis |
Die automatisierte Probennahme einer Hydrierungsreaktion bei einem Druck von 5 bar verbesserte die Produktqualität, da sie die mechanistische Studie der Bildung eines unerwünschten Nebenprodukts ermöglichte.
Hydrierungsreaktionen müssen kontinuierlich überwacht werden, um eine übermäßige Hydrierung zu verhindern, die zu einem hohen Maß an unerwünschten Nebenprodukten und Verunreinigungen führen würde. Diese Hydrierungsreaktion bei Novartis erforderte ein Verständnis des Mechanismus der Bildung eines kritischen Nebenprodukts. Die Studien beinhalteten eine Bestätigung, welcher Reaktionsschritt und welche Parameter seine Bildung erzwingen. Das Ziel bestand darin, einen Prozess für die Herstellung hochwertiger Produkte zu entwickeln, die einen Anteil von weniger als 0,12 Massen-% des kritischen Nebenprodukts enthielten.
Die Probennahme bei Hydrierungsreaktionen mit herkömmlichen Probennahmetechniken ist ein mehrstufiger und zeitaufwändiger Prozess, der fehleranfällig und schwer reproduzierbar ist. Die Reaktionen dauern üblicherweise mehrere Stunden und eine manuelle Probennahme führt dazu, dass über den Zeitraum von 8 bis 16 Stunden Daten fehlen. Auch manuelle Probennahmeprozesse stören den Reaktionsfortschritt und beeinträchtigen dadurch die Reaktionskinetik. Zur Bewältigung dieser Herausforderungen müssen zahlreiche wiederholte Experimente durchgeführt werden, um die erforderlichen Daten für fundierte Prozessentscheidungen zu gewinnen.
Durch die automatisierten Probennahmefähigkeiten von EasySampler werden diese Schwierigkeiten bei der Probennahme beseitigt. Eine Sequenz wurde programmiert, um diese 2-stufige Hydrierungsreaktion alle 10 Minuten für einen Zeitraum vor und nach dem erwarteten Reaktionsendpunkt zu beproben.Anschließend wurden alle Proben mittels HPLC analysiert.
Das abgebildete Reaktionsprofil zeigt, dass die Bildung des kritischen Desalkoxy-3-Nebenprodukts unmittelbar nach dem Abbau Startmaterials beginnt. Die Anstieg des Nebenprodukts nach 10 Stunden 19 Minuten bestätigt, dass die Bildung des Nebenprodukts durch die Reaktion mit Wasserstoff ausgelöst wird. Um zu verhindern, dass Desalkoxy-3 gebildet wird, wurde der Reaktor mit Stickstoff unter Druck gesetzt. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse und weiterer Experimente, die die automatischen Probennahmefunktionen von EasySampler verwenden, konnte Novartis anhand der Wasserstoffaufnahme der Reaktion ein Stoppkriterium für die Reaktion definieren. Dieses Stoppkriterium wird erfolgreich eingesetzt, um die Hydrierung im richtigen Moment zu beenden, sobald die Reaktion abgeschlossen wird und nur geringe, akzeptable Mengen des Nebenprodukts gebildet wurden.
Durch die Einführung einer automatisierten, unbeaufsichtigten Probennahme mit EasySampler konnte Novartis erstmalig repräsentative Proben dieser Hydrierungsreaktion entnehmen. Die hochwertigen Proben generierten Qualitätsdaten, um genaue Informationen der Reaktion für ein verbessertes Reaktionsverständnis bereitzustellen, um einen Prozess zur Maximierung von Produktertrag und -qualität zu entwickeln.