Campionamento automatico per le reazioni chimiche

Il campionamento automatico consente di incrementare la produttività affrontando le sfide associate agli strumenti di campionamento manuale come pipette e siringhe. Il campionamento automatico con EasySampler è la soluzione ottimale e intuitiva che semplifica il workflow sperimentale di ogni chimico, sgravando il personale dal laborioso campionamento manuale.

EasySampler è una soluzione per il campionamento automatico senza operatore, in grado di produrre campioni di alta qualità 24 ore su 24 per analisi offline standard, tra cui HPLC. Questa tecnologia a sonda, esclusiva e brevettata, è dotata di una microtasca con cui:

• Esegue il campionamento e il quenching in situ e alle condizioni di reazione
• Preleva i campioni a intervalli predefiniti
• Diluisce il campione in preparazione dell'analisi offline
• Non richiede alcuna conoscenza specifica pregressa

Gli obblighi della giornata (o nottata) lavorativa spesso non consentono di campionare le reazioni con la frequenza richiesta, il che porta alla perdita o alla mancanza di dati. Spesso, i punti dati mancanti non consentono di conoscere il punto finale ottimale né di comprendere informazioni importanti sulla formazione di impurità. EasySampler esegue campionamenti rappresentativi e riproducibili, inclusi il quenching e la diluizione in situ, fornendo campioni pronti per LC in qualsiasi momento.

Il campionamento automatico con EasySampler permette ai ricercatori di ottimizzare il workflow e la produttività consentendo una maggiore comprensione delle reazioni ed eliminando le laboriose attività di campionamento manuale. Per incrementare ulteriormente la produttività, il campionamento può essere programmato o attivato automaticamente in funzione dei parametri di processo variabili tra cui temperatura, agitazione, dosaggio, pH o altre informazioni di processo in tempo reale.

L'intuitivo touchscreen di EasySampler consente ai ricercatori di programmare in anticipo le sequenze di campionamento e diluizione, per monitorare l'avanzamento della reazione nel tempo senza interventi manuali. Ciò consente a ogni ricercatore di acquisire in modo riproducibile un campione rappresentativo per analisi offline come HPLC o risonanza magnetica nucleare con l'obiettivo di comprendere percorsi di reazione, cinetica, intermedi e profili di impurità.

Il campionamento automatico con EasySampler può essere utilizzato in palloni con fondo sferico e reattori da laboratorio incamiciati oppure può essere integrato facilmente in reattori chimici automatici, tra cui EasyMax e OptiMax. In tal modo è possibile individuare immediatamente l'impatto delle diverse condizioni di processo sulle prestazioni della reazione. 

Il campionamento manuale non sempre fornisce campioni accurati e riproducibili, soprattutto in reazioni eterogenee e multifase o in reazioni a pressioni e temperature elevate o al di sotto della temperatura ambiente. I ritardi nel quenching portano, generalmente, a risultati variabili e a informazioni analitiche inesatte. EasySampler fornisce un metodo in linea automatico e affidabile per eseguire l'acquisizione e il quenching dei campioni dalle reazioni, anche in condizioni difficili.

La natura flessibile di EasySampler consente ai ricercatori di ottenere campioni di alta qualità da molteplici processi realizzati con qualunque strumento, da quelli per vial a quelli per chilogrammi, compresi i recipienti in pressione.

Il campionamento automatico è fondamentale per comprendere la reazione, dato che elimina l'errore di campionamento e assicura che i risultati delle analisi offline siano veramente rappresentativi della reazione alle condizioni di processo.

Ecco come si ottengono risultati rappresentativi e riproducibili:

• Il campionamento avviene nella stessa posizione del reattore, alle condizioni di reazione
• I campioni presentano l'indicazione di data e ora, per aggirare gli errori causati da variazioni nella tracciabilità. I dati possono essere facilmente combinati con i risultati di metodi analitici basati su PAT in linea.
• Il numero di campioni e la qualità dei dati sono maggiori nell'ambito della raccolta dati automatica e ininterrotta, il che favorisce la raccolta di grandi quantità di dati

Durante il lavoro in laboratorio, i ricercatori sono esposti a potenziali rischi associati a sostanze chimiche pericolose ed esplosive che possono causare lesioni. Nel prelievo manuale dei campioni mediante strumenti tradizionali, l'operatore deve aprire il reattore e può trovarsi esposto a sostanze tossiche a temperature o pressioni elevate. EasySampler riduce la necessità di movimentazione manuale e l'esposizione a sostanze chimiche pericolose ed esplosive, contenendo i rischi e migliorando la sicurezza degli utenti.

Questo documento esamina i vantaggi del campionamento automatico e quattro casi di studio in cui EasySampler viene testato presso Pfizer per la profilazione delle impurità e della cinetica come indicato di seguito:

1. Profilazione delle impurità e della cinetica in una reazione di Ullman
2. Misurazione degli effetti dei parametri di processo su una reazione imidazolica
3. Individuazione del punto finale in una reazione di attivazione C-H
4. Scale-up efficace per una reazione di amminazione

EasySampler riunisce tre passaggi del campionamento in un'unica attività automatica, eseguendo le operazioni sempre nello stesso modo per produrre campioni accurati e ripetibili.

• Il campionamento si avvia con la fuoriuscita della microtasca e la sua immersione nella miscela di reazione, per assicurare l'acquisizione di un campione rappresentativo
• Il quenching in situ interrompe immediatamente la reazione e assicura che il punto nel tempo sia rappresentativo
• Le successive operazioni di diluizione e distribuzione nel vial completano la preparazione dei campioni per l'analisi offline  

Questi passaggi fanno sì che i campioni siano altamente ripetibili e portino a risultati analitici rappresentativi. Ma, soprattutto, l'automazione consente di acquisire i campioni in momenti programmati o pianificati in anticipo. 

Il campionamento automatico continuo reso possibile da EasySampler supporta lo studio delle reazioni e la profilazione delle impurità. Un elenco di pubblicazioni tratte da riviste specialistiche si concentra su nuove ed entusiasmanti applicazioni di EasySampler da parte di ricercatori attivi sia in ambito accademico che industriale, per supportare la raccolta di grandi quantità di dati e far progredire la ricerca.

• Pollack, S. R., & Dion, A. (2021). Metal-Free Stereoselective Synthesis of (E)- and (Z)-N-Monosubstituted β-Aminoacrylates via Condensation Reactions of Carbamates. The Journal of Organic Chemistry, 86(17), 11748–11762. https://doi.org/10.1021/acs.joc.1c01212
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• Profilazione delle impurità
• Sintesi in parallelo
• Sintesi e chimica organometallica
• Reazioni di attivazione C-H
• Chemiocinetica
• Studi di piani di sperimentazione
• Reazioni di sintesi
• Chimica a flusso continuo
• Reazioni in alta pressione
• Reazioni di idrogenazione
• Approccio Quality by Design