Što je kiralnost u kemijskoj sintezi?

Moll, M., Wängler, B., Wängler, C., & Röder, T. (2025). Kinetičko istraživanje asimetrične hidrogenacije benzilfenilefrona u kontinuiranom toku. CHIMIA International Journal for Chemistry, 79(6), 441–448. https://doi.org/10.2533/chimia.2025.441

"Ova studija predstavlja dizajn i razvoj potpuno automatiziranog, mL-skalnog kontinuiranog procesa protoka za asimetričnu hidrogenaciju benzilfenil frona u (R)-benzilfenilefrin (BPE). Proces koristi homogeni katalizator na bazi rodija pod visokim tlakom (do 65 bar), postižući konverzije od >96%, prinos do 95% i visoki enantiomerni višak (ee) do 91%, s vremenom zadržavanja manjim od pet minuta i molarnim omjerom supstrat-katalizator (S/C) od 750. Kinetička ispitivanja provedena su u mikroreaktoru s kontinuiranim protokom, što je rezultiralo razvojem kinetičkog modela koji se vjerno podudara s eksperimentalnim podacima... Za određivanje temperaturno ovisne konstante brzine k(T), bila je potrebna aktivacijska energija Ea, a time i utjecaj temperature na brzinu reakcije. Eksperimenti su provedeni na temperaturama od 40, 60 i 80 °C. Izmjereni koncentracijski profili preneseni su u DynoChem® zajedno s prethodno dobivenom kinetikom."

Cai, I., Malig, T. C., Kurita, K. L., Derasp, J. S., Sirois, L. E., & Hein, J. E. (2024). Istraživanje podrijetla atenuacije epimerizacije tijekom Pd-kataliziranih reakcija križnog spajanja. ACS Catalysis, 14(16), 12331–12341. https://doi.org/10.1021/acscatal.4c03401

“… istražujemo ulogu Pd katalizatora u suzbijanju epimerizacije sultamskog stereocentra posredovane bazama tijekom C–N reakcije unakrsnog spajanja radi pristupa RORγ inhibitoru GDC-0022. Online visokoučinkovita tekućinska kromatografija-masena spektrometrija (HPLC-MS) korištena je za prikupljanje profila tijeka reakcije i određivanje ponašanja epimerizacije, identificiranje puteva razgradnje i praćenje vrsta koje sadrže Pd. Naša sposobnost praćenja organopaladijskih kompleksa u stvarnom vremenu pomoću HPLC-MS-a pružila je snažne dokaze da je stupanj epimerizacije povezan s Pd specijacijom u otopini... ograničena topljivost... stvorili su logističke izazove vezane uz točno uzorkovanje i HPLC analizu. U tu svrhu odlučili smo koristiti automatiziranu platformu za uzorkovanje koristeći Mettler-Toledo EasySampler s EasyFrit dodatkom. Ovaj raspored uzorkovanja omogućio je selektivno uzorkovanje supernatanta reakcije C–N povezivanja. Željeli smo dodatno proširiti ovaj alat korištenjem HPLC-MS-a za praćenje Pd vrsta kako bismo pomogli u razgraničenju uloge Pd kompleksa na bilo koju opaženu atenuaciju epimerizacije."

Hosseinalipour, M. S., Deck, L., & Mazzotti, M. (2024). O oporavku otopljenih tvari i produktivnosti u kiralnoj rezoluciji kroz deracemizaciju u čvrstom stanju temperaturnim ciklusom. Crystal Growth & Design, 24(9), 3925–3932. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.4c00233

“… eksperimentalno smo pokazali učinak temperature na deracemizaciju N-(2-metilbenzilidena)-fenilglicina amida (NMPA). Izvođenje temperaturnih ciklusa na visokim temperaturama pokazalo se korisnim za produktivnost procesa... Korištenje visokih temperatura, međutim, dolazi s nedostatkom manjeg povrata otopljenih tvari zbog veće razine topljivosti. Iz tog razloga, eksperimentalno su ispitane dvije varijante procesa radi povećanja oporavka otopljene tvari: prvo, temperaturno cikliranje praćeno linearnim hlađenjem rampom (TC + C), i drugo, integracija temperaturnih ciklusa u kristalizaciju hlađenja, nazvana CTC... pokazali smo da se brža deracemizacija postiže u prvom procesu (TC + C), što je također lakše za dizajn i implementaciju od drugog. Međutim, odabir odgovarajuće brzine hlađenja ključan je kako bi se izbjegla nukleacija neželjenih kristala. Nasuprot tome, u CTC procesu nekoliko čimbenika smanjuje stopu deracemizacije, što čini proces manje produktivnim i njegov dizajn znatno izazovnijim... Svi eksperimenti provedeni su u cilindričnim staklenim kristalizatorima od 10 mL (promjera 2 cm i visine 10 cm) u EasyMax 102 uređaju (Mettler Toledo). Uređaj se sastoji od dva termalna bloka, od kojih svaki sadrži četiri kristalizatora od 10 mL."

Bosits, M. H., Orosz, Á., Szalay, Z., Pataki, H., Szilágyi, B., & Demeter, Á. (2023). Modeliranje ravnoteže populacije dijastereomernih soli Rezolucija. Crystal Growth & Design, 23(4), 2406–2416. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.2c01376

"Razvijena je metoda rezolucije za racemični pregabalin s L-vinskom kiselinom za dobivanje čistih (S)-pregabalin L tartrat monohidratnih kristala... Proveden je niz eksperimenata s dizajniranom rezolucijom pri različitim brzinama hlađenja i temperaturnim krajnjim točkama kako bi se procijenila kinetika kristalizacije pomoću modeliranja populacijske ravnoteže. Inline ATR-FTIR mjerenja ovih eksperimenata korištena su za izračunavanje koncentracija u fazi kristalizacije i prikupljanje podataka o čvrsto-tekućoj ravnoteži metodom tragova topljivosti nakon uzorkovanja proizvoda... identificiran je model populacijske ravnoteže sa sekundarnim mehanizmima nukleacije, rasta i aglomeracije, a simulirani profili prezasićenosti i raspodjele veličine proizvoda dobro su reproducirali izmjerene podatke... Koncentracija pregabalin tartrata izmjerena je pomoću Mettler Toledo ReactIR 15, analitičkog alata u stvarnom vremenu temeljenog na Fourierovoj transformacijskoj infracrvenoj (FTIR) spektroskopiji koristeći sondu s atenuiranom ukupnom refleksijom (ATR)... Primijenjeno je inline FBRM mjerenje za praćenje procesa."

Kukor, A. J., Depner, N., Cai, I., Tucker, J. L., Culhane, J. C., & Hein, J. E. (2022). Enantioselektivna sinteza (−)-tetrabenazina putem kontinuirane transformacije diastereomera inducirane kristalizacijom. Chemical Science, 13(36), 10765–10772. https://doi.org/10.1039/d2sc01825j

"Predstavljen je višestruki kontinuirani CIDT pristup s inline racemizacijom faze otopine. Koristeći dva interno izrađena PAT-a i protočni reaktor, uspjeli smo uspješno kristalizirati enantiopure sol TBZ-a... Inline racemizacija u kombinaciji s pažljivom kontrolom uvjeta kristalizacije omogućila je višegramsku količinu enantiopure materijala koristeći naš sustav. Ključno je da je ova kontrola omogućena korištenjem PAT-ova za promatranje i kvantificiranje sastava i čvrste i otopinske faze... Iako uzorkovanje iz kristalizacija može biti izazovno zbog prisutnosti krutih tvari i zabrinutosti zbog prezasićenosti, naš laboratorij je nedavno razvio alat koji se pričvršćuje na Mettler-Toledo sondu EasySampler. Ova modifikacija omogućuje selektivno uzorkovanje faze otopine kristalizacije bez začepljenja ili naslage sondom. U kombinaciji s online HPLC analizom uzoraka, možemo dobiti podatke o koncentraciji komponenti faze otopine u stvarnom vremenu kako bismo pratili ravnotežu faze otopine, pa čak i izračunali sastav čvrste faze kada je poznat ukupni sastav sustava. Ključno je da nam to omogućuje praćenje ravnoteže otopine i faze tijekom CIDT-a, dok istovremeno izračunavamo prinos u krutoj fazi i višak enantiomera (npr.) kada se koristi kiralna kromatografija."

Rehman, G. U., Vetter, T., & Martin, P. A. (2022). Dizajn, razvoj i analiza automatizirane petlje uzorkovanja za online praćenje kiralne kristalizacije. Istraživanje i razvoj organskih procesa, 26(4), 1063–1077. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.1c00320

“... Procesna analitička tehnologija koja može mjeriti enantiomerni sastav i čvrste i tekuće faze bila bi vrijedna za praćenje i eventualnu kontrolu takvih procesa. Ova studija prikazuje dizajn i razvoj novog automatiziranog analitičkog sustava za nadzor koji to postiže. Dizajnirani sustav prati enantiomerni višak (ee) pomoću kontinuirane zatvorene petlje uzorkovanja koja je povezana s polarimetrom i atenuiranim spektrometrom Fourierove transformacije Fourierove transformacije [ReactIR]. Zagrijavanjem petlje i naizmjeničnim uzorkovanjem tekućine ili suspenzije, kombinacija ovih mjerenja omogućuje praćenje ee i tekućine i krute tvari."