Os pesquisadores que trabalham em química orgânica sintética estão sob crescente pressão para descobrir e desenvolver vias sintéticas inovadoras e processos químicos consistentes o mais rápido possível. Tecnologias Analíticas de Processo (TAP) in-line são capazes de fornecer pistas importantes que permitem aos pesquisadores compreenderem a cinética, o caminho e os mecanismos das reações químicas. Equipados com uma maior compreensão das reações, os cientistas são capazes de otimizar e aumentar a escala de processos com maior rapidez, consistência e desempenho. Visualize a biblioteca das aplicações em busca de publicações e aplicações recentes da indústria.
Como podemos ajudá-lo?
Aprimorar o Desempenho Catalisador de
Hidroformilação/Hidrogenação Tandem
Os pesquisadores aplicaram monitoramento de reação in situ para entender a atividade e a robustez de novos componentes do catalisador de hidroformilação/hidrogenação. Ao medir mecanismos cinéticos, de vias e de reação, foram identificadas condições ideais para o desempenho do catalisador.
Monitoramento de reação em tempo real
Adequada para uma ampla faixa de produtos químicos, a Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR)in situ oferece monitoramento em tempo real de espécies de reação importantes. Projetado para acompanhar a progressão da reação, o ReactIR fornece informações específicas sobre o início da reação, conversão, intermediários e ponto final mesmo em condições desafiadoras que dificultam a amostra e a análise off-line, tais como reações sob pressão ou em temperaturas extremas. As aplicações incluem Otimização de Catalisador, Hidrogenação, Polimerização e Química Altamente Reativa.
Design de Experimentos (DoE)
para Condições de Reação Otimizadas
Os pesquisadores muitas vezes aplicam o Design de Experimentos (DoE) para o máximo de informações ao planejar experimentação controlada. A composição de produto, a estéreo-especificidade, o rendimento e as impurezas são otimizadas alterando condições da reação como temperatura, solvente, catalisador e concentrações de substratos ou reagentes. Para que investigações de fatores influenciadores com apenas um pequeno número de experimentos sejam eficientes, é necessário que esses experimentos sejam realizados sob condições bem controladas, precisas e reprodutíveis. Tudo isso, de preferência, ocorre de forma automática ou semiautomática, em pequena escala, e pode levar rapidamente a condições de reação otimizadas.
Estações de Trabalho de Síntese Orgânica
Novas Técnicas para Química Aprimorada
Estações de trabalho para síntese orgânica de pequeno volume permitem aos químicos realizar experimentos com rapidez e eficiência, de dia e de noite, com controle sobre temperatura, mistura, dosificação e pH. A combinação de reatores laboratoriais automáticos com amostragem autônoma representativa ou ferramentas analíticas in situ oferece uma maior compreensão do processo de desenvolvimento, desde o tamanho de partícula até o nível molecular da rota de reação, cinética e progressão da reação. Estas estações de trabalho de síntese orgânica são fáceis de usar, altamente repetíveis e interligadas via controle de software e compartilhamento de dados.
Técnicas Inovadoras
Para Sintetizar Moléculas Saturadas
Descubra como os pesquisadores aplicam métodos eficazes para desenvolver novas vias de síntese e otimizar condições críticas de processo. Quatro estudos de caso destacam como as empresas líderes do setor farmacêutico ampliam o desempenho de seus laboratórios de síntese.
Aumente a Escala e Otimize
Produtos Químicos Altamente Reativos
Produtos químicos altamente reativos possuem produtos, intermediários e reagentes potencialmente perigosos, e muitas vezes envolvem reações altamente exotérmicas. Garantir condições de operações seguras, minimizar a exposição humana e obter a quantidade máxima de informação de cada experimento são fatores essenciais para se ter êxito no design e no aumento da escala de produtos químicos altamente reativos. O monitoramento de reações in situ é essencial, uma vez que materiais altamente reativos são frequentemente instáveis, o que limita a amostragem offline. Exemplos incluem a síntese de reagentes de Grignard.
Aplicações
Aplicações de Química Orgânica Sintética
Principais Reagentes para Sintetizar Moléculas Complexas
As reações de litiação e organolítio são fundamentais no desenvolvimento de compostos farmacêuticos complexos; compostos de organolítio também atuam como iniciadores em certas reações de polimerização.
Tecnologia Analítica do Processo para a Medição Contínua de NCO
Isocianatos são os materiais estruturais essenciais para os polímeros de alto desempenho à base de poliuretano que compõem revestimentos, espumas, adesivos, elastômeros e isolamentos. Abrange a superexposição a isocianatos residuais levados a novos limites para isocianatos residuais em novos produtos. Os métodos analíticos tradicionais para medição das concentrações de isocianato residual (NCO) usando amostragem e análise off-line geram preocupações. O monitoramento in situ com a tecnologia analítica de processos aborda esses desafios e permite que os fabricantes e formuladores garantam que as especificações de qualidade do produto, a segurança pessoal e os regulamentos ambientais sejam seguidos.
Métodos e Técnicas para Desenvolver a Química de Polímeros Sintéticos
A medição da reação de polimerização é essencial para produzir um material que atenda aos requisitos, incluindo compreensão imediata, precisão, reprodutibilidade e maior segurança.
Estratégias de Desenvolvimento de Processos Automatizados para Químicos
O perfil de impureza visa a identificação e subsequente quantificação de componentes específicos presentes em níveis baixos, geralmente abaixo de 1% e idealmente inferiores a 0,1%.
Entenda e Controle o Desenvolvimento e o Aumento de Escala da Reação de Grignard com a Tecnologia Analítica de Processo
As reações químicas exotérmicas geram riscos inerentes, especialmente durante o aumento de escala. Os riscos incluem riscos de segurança, como pressão excessiva, descarga de conteúdo ou explosão, assim como degradação da pureza e do rendimento do produto, associados a qualquer aumento brusco de temperatura. Por exemplo, o controle inadequado das reações de Grignard introduz preocupações de segurança associadas à acumulação do haleto orgânico, que, se não detectada, pode resultar em catástrofe levando a uma reação descontrolada.
Compreenda e Otimize os Efeitos dos Parâmetros do Processo em Reações de Hidrogenação
O estudo das reações de hidrogenação requer decisões informadas a fim de otimizar o processo no laboratório e garantir que sejam repetíveis em aumento de escala. Medições contínuas e em tempo real da reação são aplicadas para a obtenção de um conhecimento profundo e fundamental do processo. Isso se aplica para a tomada mais rápida de decisões, para reduzir o número de experimentos e o tempo de aumento de escala do processo; para aumentar seletividade/rendimento de um feedback praticamente instantâneo sobre a direção da reação; para reduzir o tempo de ciclo e melhorar o rendimento pela determinação do ponto final ideal, parando uma reação em um ponto do tempo específico e evitando o risco de formação de subproduto.
Scale-Up and Optimize Highly Reactive Chemistries
Highly reactive chemistry is a terminology used to describe chemical reactions that are particularly challenging to handle and develop due to the potentially hazardous and/or energetic nature of the reactants, intermediates and products that are present during synthesis. These chemistries often involve highly exothermic reactions which require specialized equipment or extreme operating conditions (such as low temperature) to ensure adequate control. Ensuring safe operating conditions, minimizing human exposure, and gaining the maximum amount of information from each experiment are key factors in successfully designing and scaling-up highly reactive chemistries.
Understand and Characterize High Pressure Reactions Under Challenging Sampling Conditions
Many processes require reactions to be run under high pressure. Working under pressure is challenging and collecting samples for offline analysis is difficult and time consuming. A change in pressure could affect reaction rate, conversion and mechanism as well as other process parameters plus sensitivity to oxygen, water, and associated safety issues are common problems.
Key Syntheses in Pharmaceutical and Polymer Chemistry
Halogenation occurs when one of more fluorine, chlorine, bromine, or iodine atoms replace one or more hydrogen atoms in an organic compound. Depending on the specific halogen, the nature of the substrate molecule and overall reaction conditions, halogenation reactions can be very energetic and follow different pathways. For this reason, understanding these reactions from a kinetics and thermodynamic perspective is critical to ensuring yield, quality and safety of the process.
Acelere as Reações Químicas Com um Catalisador
Os catalisadores criam um caminho alternativo que aumenta a velocidade e o resultado de uma reação. Logo, uma compreensão aprofundada da cinética da reação é importante. Esse entendimento inclui não apenas informações sobre a velocidade da reação, mas também fornece um detalhamento sobre o mecanismo de reação. Há dois tipos de reações catalíticas: heterogênea e homogênea. A heterogênea se dá quando o catalisador e o reagente se encontram em duas fases diferentes. A homogênea se dá quando o catalisador e o reagente estão na mesma fase.
Fornecendo ferramentas automatizadas para fornecer produtos que mudam vidas
Uma reação de síntese é um processo químico no qual elementos ou compostos simples se combinam para formar um produto mais complexo. É representado pela equação: A + B → AB.
Uma Abordagem Estatística para a Otimização de Reações
O Design de Experimentos (DoE) exige que os experimentos sejam realizados em condições bem controladas e reprodutíveis na otimização do processo químico. Os reatores de síntese química são desenvolvidos para realizar investigações de DoE garantindo dados de alta qualidade.
Entendimento Fundamental das Reações Químicas e Fatores que as Influenciam
Os mecanismos de reação descrevem as etapas sucessivas no nível molecular que ocorrem em uma reação química. Os mecanismos de reação não podem ser comprovados, mas são bastante postulados com base em experimentos empíricos e dedução. A espectroscopia FTIR in situ fornece informações para embasar as hipóteses dos mecanismos de reação.
Entendimento e Controle de Compostos Organometálicos
A Síntese Organometálica, ou Química Organometálica, refere-se ao processo de criação de compostos organometálicos e está entre as áreas mais pesquisadas em química. Os compostos organometálicos são usados com frequência na síntese química fina e para catalisar reações. A espectroscopia Raman e a infravermelha in situ estão entre os métodos analíticos mais avançados para o estudo de sínteses e compostos organometálicos.
Assegurar Objetivos de Rendimento, Pureza e Custo
A síntese de oligonucleotídeos é o processo químico por meio do qual os nucleotídeos são ligados especificamente para formar um produto sequencial desejado.
Para Reações Principais em Química Orgânica
A alquilação é o processo pelo qual um grupo alquila é adicionado a uma molécula de substrato. A alquilação é uma técnica amplamente utilizada em química orgânica.
Principais Grupos Funcionais para Síntese de Polímeros e Fármacos
Esta página descreve o que são epóxidos, como são sintetizados e a tecnologia para rastrear a progressão da reação, incluindo cinética e mecanismos principais.
Key C-C Bond-Forming Reactions in Molecular Synthesis
The Suzuki and related cross-coupling reactions use transition metal catalysts, such as palladium complexes, to form C-C bonds between alkyl and aryl halides with various organic compounds.
Functionalization of Carbon Bonds
C-H bond activation is a series of mechanistic processes by which stable carbon-hydrogen bonds in organic compounds are cleaved.
Para Síntese Assimétrica sem Metal de Moléculas Quirais
Organocatálise é o uso de moléculas orgânicas específicas que podem acelerar reações químicas por meio de ativação catalítica.
Entendendo os Principais Mecanismos e Melhorando os Processos Catalíticos
Processos catalíticos de hidroformilação, ou oxo síntese, que sintetizam aldeídos a partir de alquenos. Os aldeídos resultantes formam a matéria-prima para muitos outros compostos orgânicos úteis.
In-Situ Chemistry to Support Click Reactions
Click reactions refer to chemical reactions that meet the criteria of click chemistry. Click reactions are typically fast, high-yielding, and occur under mild conditions, making them ideal for a variety of applications.
Tecnologia de Fluxo para Sínteses de Produtos Químicos e Biológicos
Um reator de tanque com agitação contínua (CSTR) é um recipiente em que os reagentes e reativos fluem para um reator, onde o produto da reação sai do recipiente.
Isocianatos são os materiais estruturais essenciais para os polímeros de alto desempenho à base de poliuretano que compõem revestimentos, espumas, adesivos, elastômeros e isolamentos. Abrange a superexposição a isocianatos residuais levados a novos limites para isocianatos residuais em novos produtos. Os métodos analíticos tradicionais para medição das concentrações de isocianato residual (NCO) usando amostragem e análise off-line geram preocupações. O monitoramento in situ com a tecnologia analítica de processos aborda esses desafios e permite que os fabricantes e formuladores garantam que as especificações de qualidade do produto, a segurança pessoal e os regulamentos ambientais sejam seguidos.
As reações químicas exotérmicas geram riscos inerentes, especialmente durante o aumento de escala. Os riscos incluem riscos de segurança, como pressão excessiva, descarga de conteúdo ou explosão, assim como degradação da pureza e do rendimento do produto, associados a qualquer aumento brusco de temperatura. Por exemplo, o controle inadequado das reações de Grignard introduz preocupações de segurança associadas à acumulação do haleto orgânico, que, se não detectada, pode resultar em catástrofe levando a uma reação descontrolada.
O estudo das reações de hidrogenação requer decisões informadas a fim de otimizar o processo no laboratório e garantir que sejam repetíveis em aumento de escala. Medições contínuas e em tempo real da reação são aplicadas para a obtenção de um conhecimento profundo e fundamental do processo. Isso se aplica para a tomada mais rápida de decisões, para reduzir o número de experimentos e o tempo de aumento de escala do processo; para aumentar seletividade/rendimento de um feedback praticamente instantâneo sobre a direção da reação; para reduzir o tempo de ciclo e melhorar o rendimento pela determinação do ponto final ideal, parando uma reação em um ponto do tempo específico e evitando o risco de formação de subproduto.
Highly reactive chemistry is a terminology used to describe chemical reactions that are particularly challenging to handle and develop due to the potentially hazardous and/or energetic nature of the reactants, intermediates and products that are present during synthesis. These chemistries often involve highly exothermic reactions which require specialized equipment or extreme operating conditions (such as low temperature) to ensure adequate control. Ensuring safe operating conditions, minimizing human exposure, and gaining the maximum amount of information from each experiment are key factors in successfully designing and scaling-up highly reactive chemistries.
Many processes require reactions to be run under high pressure. Working under pressure is challenging and collecting samples for offline analysis is difficult and time consuming. A change in pressure could affect reaction rate, conversion and mechanism as well as other process parameters plus sensitivity to oxygen, water, and associated safety issues are common problems.
Halogenation occurs when one of more fluorine, chlorine, bromine, or iodine atoms replace one or more hydrogen atoms in an organic compound. Depending on the specific halogen, the nature of the substrate molecule and overall reaction conditions, halogenation reactions can be very energetic and follow different pathways. For this reason, understanding these reactions from a kinetics and thermodynamic perspective is critical to ensuring yield, quality and safety of the process.
Os catalisadores criam um caminho alternativo que aumenta a velocidade e o resultado de uma reação. Logo, uma compreensão aprofundada da cinética da reação é importante. Esse entendimento inclui não apenas informações sobre a velocidade da reação, mas também fornece um detalhamento sobre o mecanismo de reação. Há dois tipos de reações catalíticas: heterogênea e homogênea. A heterogênea se dá quando o catalisador e o reagente se encontram em duas fases diferentes. A homogênea se dá quando o catalisador e o reagente estão na mesma fase.
Os mecanismos de reação descrevem as etapas sucessivas no nível molecular que ocorrem em uma reação química. Os mecanismos de reação não podem ser comprovados, mas são bastante postulados com base em experimentos empíricos e dedução. A espectroscopia FTIR in situ fornece informações para embasar as hipóteses dos mecanismos de reação.
A Síntese Organometálica, ou Química Organometálica, refere-se ao processo de criação de compostos organometálicos e está entre as áreas mais pesquisadas em química. Os compostos organometálicos são usados com frequência na síntese química fina e para catalisar reações. A espectroscopia Raman e a infravermelha in situ estão entre os métodos analíticos mais avançados para o estudo de sínteses e compostos organometálicos.
Publicações
Publicações sobre Química Orgânica Sintética
White Papers
Avanços na química orgânica permitem que os pesquisadores expandam a P&D de moléculas e otimizem as condições de processo. Um novo white paper apresen...
Este Informativo Técnico fala sobre a nova caixa de ferramentas projetada para químicos que amplia opções experimentais, automatiza tarefas monótonas...
A qualidade de muitos experimentos, especialmente no campo da análise de reação, depende bastante da capacidade de determinar os pontos exatos de iníc...
“Como fazer mais com menos?”, é um tópico constante nos laboratórios de desenvolvimento químico, enquanto os pesquisadores precisam entregar os produt...
John O'Reilly, da Roche Irlandesa, discute o sistema sustentável da Tecnologia Analítica de Processo (PAT) usando o Processo FTIR para a operação segu...
O monitoramento em tempo real da reação in situ mid-FTIR propicia um melhor entendimento da atividade e robustez do catalisador. Pesquisadores da Univ...
Reações químicas exotérmicas apresentam riscos inerentes – especialmente durante o aumento de escala. Estudos publicados por grandes empresas farmacê...
O informativo - Análises Rápida de Experimentos durante a Otimização de Reações em fluxo Contínuo - discute como otimizar com sucesso reações químicas...
Webinars
This presentation discusses the implementation of Fourier Transform Infrared (FTIR) reaction monitoring technology to provide knowledge and understand...
This presentation discusses how Nalas Engineering safely handles high energy materials and hazardous chemistry.
Este webinar explora uma abordagem da análise gráfica para racionalizar a cinética incomum em ativações de ligação C-H. É discutida a metodologia da...
This presentation discusses the implementation of Fourier Transform Infrared (FTIR) reaction monitoring technology to provide knowledge and understand...
Learn how Design of Experiments (DoE) is applied to chemical synthesis at Lonza Peptide.
Produtos Relacionados
Ferramentas de Química Orgânica Sintética
Sistema de Amostragem Automatizada
Os sistemas de amostragem automatizada para reatores químicos coletam amostras analíticas confiáveis em linha, extinguem in situ e diluem para obter amostras analíticas reproduzíve...
Calorímetros de Reação
Os calorímetros de reação medem a quantidade de energia liberada ou absorvida por uma reação química ou física no desenvolvimento químico e farmacêutico.
ReactIR
In-situ FTIR spectrometers enable scientists to gain insight into their reactions and processes in a wide range of applications. Optimize reaction variables with inline FTIR instru...