Estudos de Projetos de Experimentos Eficientes - METTLER TOLEDO
White Paper

Estudos de Projetos de Experimentos Eficientes

White Paper

DoE para o desenvolvimento de produtos químicos inovadores em laboratório

Estudos de Projetos de Experimentos (DoE)
Estudos de Projetos de Experimentos (DoE)

A descoberta e desenvolvimento rápido e eficiente de novas entidades químicas é um desafio constante.  Engenheiros e químicos orgânicos aplicam várias técnicas e métodos de melhoria de caminhos sintéticos para aumentar a eficiência e minimizar o consumo do valioso material inicial.  Os avanços em métodos e ferramentas de síntese tornaram algumas melhorias possíveis.

Em laboratórios de química orgânica sintética, ainda surgem obstáculos ou restrições que precisam ser resolvidos.  Uma reação química é afetada por diversos parâmetros, dificultando a descoberta de parâmetros ideais de forma rápida e eficiente.  A química pode ser influenciada por parâmetros como concentração, taxa de adição, temperatura, solvente, catalisador e pH.  Frequentemente, os parâmetros influenciam uns aos outros. As reações também podem ser afetadas pelo tipo ou velocidade do agitador, o que afeta a transferência de massa e influencia ainda mais no resultado do experimento.

Melhor do que adotar uma abordagem de "tentativa e erro", em que cada parâmetro é examinado individualmente e as interações entre eles não podem ser detectadas facilmente, os cientistas podem aplicar a metodologia de Projetos de experimentos (DoE) no laboratório de química orgânica sintética.   Esse white paper descreve a abordagem DoE e como ela é usada para identificar o relacionamento entre parâmetros, definindo configurações ideais, nas quais a variável de resposta (incluindo rendimento, seletividade, nível de impureza) atinge o valor ideal.

Dois estudos de casos são apresentados:

  • Pesquisadores na Universidade de Ciências Aplicadas de Zurich (ZHAW) investigaram a polimerização de estireno para:
    • entender o desempenho e a precisão do controle de temperatura, um pré-requisito para estudos DoE confiáveis
    • rastrear o progresso e a repetibilidade
       
  • Cientistas na Lonza SA  exploraram uma reação de síntese de peptídeo para:
    • identificar o impacto dos parâmetros da reação
    • obter maior compreensão sobre a causa e efeito da variabilidade do processo
    • diminuir os ciclos de desenvolvimento de produtos químicos
    • Apoiar a abordagem Quality-by-Design (QbD)

 

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