Butler, F., Fiorentini, F., Eisenhardt, K. H. S., & Williams, C. K. (2025). Heterodinuclear Co(III)NA(I) catalysts for the Ring-Opening copolymerization of propene oxide and carbon dioxide. Macromolecules, 58(14), 7150–7160. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5c01529

تم تحضير أربعة محفزات Co(III)Na(I) (L1-4 Co(III)Na(I)) ودراستها من حيث قدرتها على البلمرة المشتركة بفتح الحلقة (ROCOP) لأكسيد البروبيلين (PO) وثاني أكسيد الكربون لتكوين البوليكربونات. وكان الهدف تحديد أفضل بيئة تنسيق للربيطة وظروف التشغيل لنظام المعدن Co(III)/Na(I)، مع تقييم أداء المحفز تحت ثلاث حالات مختلفة. وقد تضمنت الربيطات تعديلات مرتبة ركزت على الوصلة ثنائية الإيمين (وصلات إيثيل وبروبيل ثنائي الميثيل) وعدد مانحي الأكسجين (خمسة وستة) في مواقع الإيثر. واختيرت هذه التغيرات لأن حسابات DFT أشارت إلى أنها تؤثر في المواقع المعدنية خلال الخطوات المحدِّدة للسرعة والانتقائية.

“تمت مراقبة معدلات التفاعل بواسطة operando ATR-IR spectroscopy، مع ملاحظة ازدياد شدة ذروة عند 1750 cm–1، والتي تقابل امتداد C=O في البوليكربونات، وذروة عند 1810 cm–1، والتي تقابل امتداد C=O في الناتج الجانبي الكربوناتي الحلقي. وقد تمت معايرة قيم امتصاص IR إلى التحول عبر تكامل طيف 1H NMR لعينة أُخذت في نهاية التفاعل. وتكون المخططات شبه اللوغاريتمية لـ ln([PO]t/[PO]0) مقابل الزمن خطية، مع حساب ثابت السرعة الظاهري من المرتبة الأولى، kobs، من قيمة ميل المنحنى المطلقة. ويكشف مقارنة الأنشطة التحفيزية المرصودة عن فروق كبيرة عبر السلسلة، حيث كان أداء L1Co(III)Na(I) هو الأفضل…وانخفضت فعالية المحفز، من حيث kobs و TOFPPC، عبر بقية السلسلة بالترتيب التالي: L2Co(III)Na(I)، ثم L3Co(III)Na(I)، ثم L4Co(III)Na(I).” 

Chai, K., Xia, W., Shen, R., Luo, G., Cheng, Y., Su, W., & Su, A. (2024). Optimization of heterogeneous continuous flow hydrogenation using FTIR inline analysis: a comparative study of multi-objective Bayesian optimization and kinetic modeling. Chemical Engineering Science, 302, 120901. https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.120901

في تصنيع وسيط مهم للمواد الزراعية الكيميائية، وهو 2-أمينو-3-ميثيل بنزويك أسيد (AMA)، تم إنشاء نظام تدفق مستمر غير متجانس من أجل hydrogenation لحمض 3-ميثيل-2-نيتروبنزويك (MNA). جُهز هذا النظام بمراقبة IR في الموقع، وعولجت البيانات المتحصلة باستخدام نموذج شبكة عصبية اصطناعية (ANN)، ما أتاح تراكيز آنية لكل من MNA وAMA. واستُخدمت التجارب الغنية بالبيانات لمقارنة التحسين البايزي متعدد الأهداف (MOBO) مع النمذجة الحركية. وحددت طريقة MOBO بكفاءة تراكيب المعلمات المثلى على سطح باريتو، مما أدى إلى فهم شامل للمقايضة بين المردود والإنتاجية. وحددت النمذجة الحركية طاقة تنشيط hydrogenation ووصفت امتزاز الهيدروجين بأنه تفكك تنافسي.   كما أسهمت الأسطح الاستجابية المتولدة من النموذج الحركي في تقديم رؤية حول تحسين المردود والإنتاجية. 

 “أُجريَت نمذجة ANN لمعالجة أطياف FTIR الخطية وفقًا للأدبيات المنشورة. وقد جُهزت عدة مجموعات من MNA وAMA في محلول ميثانول بتراكيز مختلفة، وجُمعت بيانات أطياف FTIR الخطية الخاصة بها كمجموعة تدريب ومجموعة تحقق…خلال عملية التدريب، دُرست بنية تتكون من طبقة التفافية واحدة تليها طبقات كثيفة. تمت معالجة بيانات الطيف في طبقة الالتفاف Conv1D لاستخراج السمات وفحص أوزان البيانات. ثم جرى تقليل أبعاد البيانات عبر دوال مختلفة في الطبقات الكثيفة. وأخيرًا، أخرجت طبقة الإخراج التراكيز المتوقعة لكل من MNA وAMA.” 

Xia, W., Zhan, Y., Xia, J., Luo, G., Su, W., Chai, K., & Su, A. (2025). Sustainable Continuous-Flow Catalysis and Bayesian Optimization of Biomass-Derived HMF hydrogenation over RuPt@g-C3N4. SSRN Electronic Journal. https://doi.org/10.2139/ssrn.5638748

يمكن hydrogenation لمركب 5-هيدروكسي ميثيل فورفورال (HMF) المشتق من الكتلة الحيوية إلى 2,5-فوران ثنائي الميثانول (BHMF)، وهو جزيء بادئ مهم لتصنيع البوليمرات القابلة للتحلل، ومضافات الوقود، والمواد الكيميائية الدقيقة عالية القيمة. ويُعد هذا التصنيع تحديًا لوجود عدد من مسارات hydrogenation المتنافسة، التي تتأثر بعوامل المحفز والمذيب وظروف التفاعل، مما ينعكس على الانتقائية والمردود. ونظرًا للتحكم المعزز في شروط التفاعل، تنطوي المفاعلات ذات التدفق المستمر على مزايا كبيرة في hydrogenation الانتقائي لـ HMF. وبالتالي، كان هدف هذا المشروع تطوير نظام تدفق مستمر فعال وصديق للبيئة لـ hydrogenation HMF إلى BHMF باستخدام نظام تحفيزي RuPt@g-C3N4 والماء كمذيب. واعتمدت منهجية التطوير على التحسين البايزي لظروف التفاعل وعلى التتبع الكمي لحركيات التفاعل في الخط بواسطة FTIR.  ويعلق المؤلفون بأن استخدام التحسين البايزي لكل من فحص شروط التفاعل وتصميم تركيب المحفز يوفر نهجًا فعالًا لتحسين تصنيع الجزيئات المنصة الكيميائية المشتقة من الكتلة الحيوية.

  “تمت مراقبة تراكيز HMF وBHMF في محلول التفاعل في الزمن الحقيقي باستخدام FTIR spectroscopy الخطي…ولتحقيق في آلية hydrogenation، أُجريت التجارب تحت الظروف المثلى في مفاعل ثابت السرير بتدفق مستمر ومعبأ بـ RuPt@g-C3N4... لم تُلاحظ قمم مميزة للوسائط التفاعلية. ويرجح أن ذلك يعكس النشاط الجوهري العالي للمواقع ثنائية المعدن RuPt ووجود وسائط عابرة أساسًا عند واجهة المحفز-الركيزة عند تغطية منخفضة…”

Wei, D., Ma, K., Ni, L., Mebarki, A., Fu, G., & Jiang, J. (2025). Thermal safety upgrading: Batch-to-flow transition of acid-catalyzed tert-butyl peroxypivalate synthesis. Chemical Engineering Journal, 523, 168103. https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.168103

يتضمن تصنيع البيروإسترات بطبيعته مشكلات تتعلق بالسلامة الحرارية بسبب الطبيعة الطاردة للحرارة للتفاعل ووجود مركبات غير مستقرة. وفي العمل الموصوف هنا، جرى تحويل أسيلة حمضية في وعاء واحد لتكوين tert-butyl peroxypivalate (TBPP) من عملية شبه دفعية إلى عملية جريان لتحسين السلامة. واستُخدمت حسابات نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) والتوصيف بالأشعة تحت الحمراء في الموقع لفهم آلية هذه الأَسْيَلة بصورة أفضل. أما في التفاعل شبه الدفعي، فقد أُجريت قياسات حرارية عبر DSC وARC والقياس الحراري التفاعلي لفهم السلوك الحراري للتفاعل بشكل كامل. وتبين أن درجة حرارة العملية ومعدل الإضافة هما العاملان الرئيسيان في تأثير إطلاق الحرارة، وأن أعلى مستوى خطورة ارتبط بالظروف التي أعطت أعلى مردود. 

“…تحولت العملية شبه الدفعة إلى عملية جريان. وأُجري التحسين لتعظيم المردود الزمني المكاني وتقليل E-factor باستخدام التحسين البايزي متعدد الأهداف، وتم تحديد جبهة باريتو…كما اعتُمِدَت طريقة تقييم المخاطر المقترحة سابقًا m-ITHI [modified inherent thermal runaway hazard index] لقياس ومقارنة الخطر الحراري بين العملية شبه الدفعة وعملية الجريان. وأظهرت نتيجة التقييم أن استخدام الميكروفاعِل خفّض خطر الانفلات الحراري من شديد (الفئة V) إلى متوسط (الفئة II). ومع ذلك، فإن تعزيز السلامة الذي وفره الميكروفاعِل لم يضمن السلامة الذاتية لعملية تصنيع TBPP، بل كان الخطر الحراري يتغير تبعًا لظروف العملية داخل الميكروفاعِل…وقد اقتُرح R-factor لأول مرة لقياس تغير المخاطر الناجم عن ظروف التفاعل في عمليات الجريان.”

Angulo, A., & McMullen, J. P. (2025). Data-Driven modeling for the enhanced understanding for the crystallization of an active pharmaceutical ingredient. Organic Process Research & Development, 29(6), 1432–1439. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5c00036

استُخدمت نماذج منهجية الاستجابة السطحية الديناميكية (DRSM) لتطوير فهم شامل لعملية crystallization للدواء Belzutifan، مع التركيز على فهم تأثير معدل إضافة مضاد المذيب ودرجة الحرارة. أُجري تصميم تجارب كامل العوامل 22 على crystallization بمضاد المذيب في محطة عمل OptiMax، واستُخدم ReactIR للحصول على أطياف زمنية متسلسلة لتركيز الراشح الفوقي. كما جرى معايرة بيانات IR باستخدام عينات راشح فوقي خارج الخط جُمعت بواسطة نظام EasySampler، وقِيست التراكيز باستخدام UPLC. ودُرّب نموذج كيمومتري آلي للانحلال الجزئي الأقل (PLS) للحصول على ملفات التركيز من أطياف IR. ومن خلال هذه المعلومات، وفرت DRSM نماذج ديناميكية لتوصيف تركيز الراشح الفوقي بوصفه دالة في درجة الحرارة وإضافة مضاد المذيب. كما قيس توزيع حجم الجسيمات (PSD) للبلورات بوصفه دالة في درجة حرارة crystallization ومعدل إضافة مضاد المذيب. وقد نجح نموذج DRSM المتولد في التنبؤ بديناميات التركيز بوصفها دالة في نسبة مضاد المذيب ومعدل الإضافة ودرجة الحرارة لمجموعة بيانات التدريب الخاصة بـ DoE وكذلك لتجربة تحقق منفصلة.

“تُظهر النتائج المقدمة في هذا العمل نهجًا للنمذجة المعتمدة على البيانات من أجل crystallization لمادة دوائية فعالة (API) باستخدام التقنيات التحليلية للعملية (PAT) ومنهجية الاستجابة السطحية الديناميكية (DRSM)…. يتيح هذا النهج للمستخدمين اكتساب رؤى قيمة حول كيفية تأثير عاملي معدل إضافة مضاد المذيب ودرجة حرارة crystallization بصورة ديناميكية في ملفات التركيز، من دون الحاجة إلى نموذج آلي أو قائم على المعرفة، وكل ذلك دون ضرورة إجراء تجارب إضافية. علاوة على ذلك، أظهرنا أن DRSM أداة مناسبة للتنبؤ بملفات التركيز من خلال تنفيذ crystallization ضمن فضاء التصميم الخاص بـ DoE.”

Akturk, I., Mackey, J. S., Sundarkumar, V., Murbach, G., Joglekar, G., Csathy, A. T., Wehrle, F. J., Thompson, D. H., & Nagy, Z. K. (2026). Toward agile, distributed pharmaceutical manufacturing: continuous End-to-End integration of reaction, purification, and formulation for Lomustine via the MiniPharm platform. Organic Process Research & Development, 30(3), 595–618. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5c00314

تركّز هذه الدراسة على تطوير منصة MiniPharm لإنتاج دواء الأورام lomustine عبر التصنيع المستمر المتكامل. جمع الباحثون بين عمليات المادة الدوائية والمنتج الدوائي من خلال دمج خطوتي تفاعل متسلسلتين، وتقطيرًا مستمرًا لتبديل المذيب، وتبلور MSMPR على مرحلتين، وطباعة الكبسولات بطريقة الإسقاط عند الطلب. وقد تطلّب تطوير كل عملية من هذه العمليات دراسة معمقة لحركية التفاعل، ونمذجة الذوبانية، ومراقبة PAT، ومحاكاة العمليات. ومن خلال جهود تكثيف العملية التي شملت تعديلات على المفاعلات ووحدات التقطير والتبلور، إلى جانب دمج التحكم الآلي وPAT داخل الخط لرفع كفاءة التشغيل، أفاد الباحثون بتحقيق مردود كلي لعملية lomustine بنسبة 69%. 

في الدراسات الدفعية الأولية، استُخدم in situ FTIR لتحديد القمم المميزة للمواد الأولية والوسائط والمنتج، بما في ذلك cyclohexamine و2‑chloroethyl isocyanate والوسيط 1‑(2‑chloroethyl)‑3‑cyclohexylurea وtert‑butyl nitrite وlomustine. استُخدمت هذه الأطياف لدعم النمذجة الحركية، واختيار زمن المكوث، والتحقق من التحول في مفاعلات الجريان المتسلسلة. خلال التجارب مع وحدات التشغيل المتكاملة، جرى تركيب مسبار MIR في بلورة MSMPR لمراقبة تركيز المذاب وSupersaturation والسلوك عند الحالة المستقرة. كما وفّر نظام تصوير مجهري in situ تصويرًا آنيًا للتنوية ونمو البلورات وتغيرات العكارة واحتمال الانفصال الزيتي. وكانت استراتيجية PAT المزدوجة التي يقيس فيها MIR الأنواع الذائبة، بينما يراقب التصوير البصري تكوّن البلورات، أساسية لتحقيق continuous crystallization بفعالية ولإنجاح سير العمل المتكامل الكامل من البداية إلى النهاية.

“لتمكين المراقبة الآنية لعمليات التفاعل والتبلور، استُخدمت أداتان من أدوات PAT: جهاز Mettler Toledo ReactIR 702L Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) ومسبار التصوير الخطي Easy-Viewer 100. وفي تجارب التفاعل الدفعي، استُخدم ATR-FTIR لجمع أطياف الأنواع الكيميائية عند تراكيز مختلفة وتحديد القمم الرئيسة للمتفاعلات والنواتج. وفي التخليق بالجريان، غُمِر مسبار FTIR في دورق كروي وُضع بعد المفاعل الثاني. وأكدت تجارب التخليق بالجريان المتكررة معدلات تحويل عالية ومتسقة. وفي التشغيلات المتكاملة المستمرة من البداية إلى النهاية، أُعيد توظيف مسبار FTIR لمراقبة التبلور من خلال وضعه مباشرة في بلورة MSMPR. واستُخدم EasyViewer 100 إلى جانبه لمراقبة تكوّن البلورات والعكارة والنمو بصريًا داخل MSMPR”.

Abdoun, S., Bour, C., Mayer, R. J., & Vayer, M. (2026). Electrochemical N -Propargylation of N -Heterocycles via decarboxylation of allenoic acids. ACS Organic & Inorganic Au. https://doi.org/10.1021/acsorginorgau.5c00117

تُدرَس عملية التخليق الكهربائي بوصفها وسيلة لتكوين روابط C-N دون الحاجة إلى الكواشف السامة والنفايات المرتبطة بطرائق الاقتران التقليدية. وتُقترح أحماض 2,3‑allenoic بوصفها طلائع محتملة الفعالية، لأن أكسدتها الأنودية تولّد جذورًا ألينيلية/بروبَرْجيلية تخضع لأكسدة ثانية سريعة لتكوين كاتيونات عالية الإلكتروفيلية قادرة على N‑propargylation انتقائي. وتؤسس هذه الدراسة بروتوكولًا كهروكيميائيًا لطيفًا وخاليًا من الإضافات يوفّر نواتج N‑propargylated عبر pyrazoles وtriazoles وtetrazoles وbenzotriazoles وamides وcarboxylic acids وalcohols بعوائد تتراوح بين 25 و82%، مع اقتصاد ذري قوي وكفاءات فارادية بين 40-70%. وتشير الدراسات الآلية إلى أن التفاعل تحكمه السيطرة الكهروكيميائية لا تركيز الركيزة. ومن الأمور الأساسية لفهم reaction mechanism استخدام ReactIR، الذي يقيس استهلاك الركيزة في الزمن الحقيقي ويؤدي إلى تحديد المعدلات الابتدائية. وتُظهر هذه البيانات أن التفاعل من المرتبة الصفرية بالنسبة لكل من الحمض allenoic والنيوكليوفيل، بينما يزداد المعدل خطيًا مع التيار المطبق. وهذا يدل على أن انتقال الإلكترون الأنودي هو الخطوة المحدِّدة للمعدل. وإلى جانب الفولتمترية الدورية وDFT، تدعم الأدلة الحركية مسارًا يتكون فيه عبر نزع الكربوكسيل التأكسدي جذر ألينِي يُؤكسد فورًا إلى كاتيون بروبَرْجيلي، ثم يخضع لتكوين رابطة C-N مضبوط حركيًا. ويخلص الباحثون إلى أنهم أسسوا طريقة كهروكيميائية لبروبَرْجَلة N‑heterocycles باستخدام أحماض 2,3‑allenoic في ظروف بسيطة وخالية من الإضافات. وتستخدم هذه reaction carbon anode منخفض التكلفة ولا تتطلب مؤكسدات خارجية أو قواعد أو عوامل نزع ماء. وتوضح هذه الدراسة كيف يمكن للفهم الآلي أن يوجّه تصميم طرائق التخليق الكهربائي التي تولد وسائط شديدة التفاعل من أجل بناء روابط C–N بكفاءة.

“... أُجريت الدراسات الحركية بواسطة in situ IR spectroscopy. ولتحديد التركيز المعتمد على الزمن لـ 1a [allenoic acid] أثناء القياس الحركي، استُخدمت العلاقة الخطية بين امتصاص IR عند 1689 cm–1، والذي يوافق حزمة C═O لـ 1a، وتركيز 1a . ثم استُخدم اختفاء 1a مع الزمن لتحديد معدلات reaction الابتدائية k، والتي قِيسَت تجريبيًا بتراكيز ابتدائية مختلفة لـ 1a و 2a [pyrazole]. وكانت المعدلات الابتدائية لـ k مستقلة عن تركيزات 1a و 2a، مما يشير إلى أن التفاعل ذو رتبة جزئية صفرية في كل من allenoic acid 1a وpyrazole 2a. ومع ذلك، يُظهر المعدل الابتدائي ارتباطًا خطيًا مع التيار المطبق، مما يدل على أن عملية انتقال الإلكترون الأنودي تمثل الخطوة المحدِّدة للمعدل.”

Yang, Y., Guan, Z., Wang, R., Wang, W., Zhang, M., Su, X., & Shao, Y. (2026). Optimization of the Solid-Phase oligonucleotide detritylation reaction using In-Line IR spectroscopy. Organic Process Research & Development, 30(5), 1369–1377. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.6c00103

تُستخدم In-line Mid-IR spectroscopy (ReactIR) لتحسين detritylation أثناء Oligonucleotide Synthesis على الطور الصلب، ويتضح أنها توفر بديلًا أكثر كفاءة في استهلاك الكواشف مقارنة بالمراقبة فوق البنفسجية التقليدية. في البداية، أُجري قياس IR خارج الخط للمكونات الرئيسة في مزيج detritylation، مما حدّد قمم امتصاص مميزة للتولوين (1495 cm⁻¹)، والأسيتونتريل اللامائي (2253 cm⁻¹)، وDCA‑monomer (1765 cm⁻¹)، وDCA‑dimer (1740 cm⁻¹). ثم وُضِع نهج للتحليل الكمي باستخدام المراقبة الآنية، نظرًا لأن شدة IR لكل من DCA‑monomer وDCA‑dimer أظهرت خطية قوية مع التركيز ضمن مجال 3–10% DCA. 

استنادًا إلى الفهم الحركي والآلي لتفاعل detritylation، ترتبط التراكيز النسبية لـ DCA-monomer وDCA dimer ارتباطًا وثيقًا بتقدم detritylation، كما أن تكوّن DCA‑dimer هو الخطوة المحددة للمعدل في detritylation. يوجد DCA في الغالب على هيئة ثنائي فعال كيميائيًا في التولوين، بينما يتحول في الأسيتونتريل إلى صورة أحادية غير فعالة. وتتم detritylation بكفاءة عندما يكون DCA inactive monomer قد تحوّل بالكامل إلى الثنائي الفعال. ونسقت هذه الدراسة بين التتبع داخل الخط بتحليل IR لهذه التغيرات البنيوية في DCA وبين الكشف التقليدي بالأشعة فوق البنفسجية عن كاتيون dimethoxytrityl (DMT⁺)، وهو نوع نشط UV يُطلَق أثناء خطوة detritylation في Oligonucleotide Synthesis على الطور الصلب. وأظهر هذا الترابط أن تلاشي إشارة IR الخاصة بـ DCA‑monomer غير الفعال حتى خط الأساس، والمحددة باسم node III، يدل على نقطة نهاية التفاعل المثلى. وعند هذه النقطة، كانت نقاوة المنتج ومستويات depurination والعوائد الكلية مماثلة لتلك المتحققة باستخدام التحكم المعتمد على UV، ومع ذلك تحقق انخفاض في الكمية المستهلكة من كاشف detritylation بنسبة تصل إلى 40.4%. وللتحقق من متانة هذه الاستراتيجية الموجهة بـ IR وعموميتها، جرى تصنيع تسلسلات Oligonucleotide ذات خصائص بنيوية وكيميائية متنوعة باستخدام معيار node III هذا. وفي جميع التسلسلات، بقيت جودة المنتج ثابتة، وكُبحت التفاعلات الجانبية المتمثلة في depurination بفاعلية، وانخفض استهلاك الكواشف بنسبة 22.7–46.7%. 

“Compared to classical in-line UV monitoring, in-line IR technology overcomes the limitations of UV monitoring, including a narrow signal response range, delayed monitoring, and inadequate monitoring of the microreaction process. It enables real-time tracking of the microkinetic changes of key components in detritylation, reduces reagent consumption, and promotes the green and sustainable development of solid phase synthesis. This study provides a universal strategy for improving the precision of solid-phase synthesis process control and enabling full process-refined production of oligonucleotide.”

Pucihar, U., Vračar, P., Bitenc, M., & Kopač, T. (2025). Self-optimization of Claisen-Schmidt condensation in an automated microflow reaction system using machine learning. Computers & Chemical Engineering, 201, 109261. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2025.109261

باستخدام تفاعل تكاثف كلايزن-شميدت الألدولي بين 2-methoxybenzaldehyde وacetone مثالًا، توضح هذه الدراسة تطوير نظام جديد للتحسين الذاتي وتطبيقه. ويذكر المؤلفون أن خوارزمية متعددة الأهداف، هي TSEMO (Thompson sampling efficient multi-objective optimization)، استُخدمت بالاقتران مع PAT داخل الخط من MIR (ReactIR) وUHPLC على الخط على مفاعل دقيق الجريان خاضع للتحكم بواسطة نظام SCADA، وذلك للتحسين المتغير المستمر. وقد حُددت شروط التفاعل المثلى، بما في ذلك درجة الحرارة ومعدلات الجريان وأزمنة المكوث، وتم التحقق من صحة النظام من خلال النمذجة الحركية. 

“ …تفوقت عملية التحسين الذاتي على الطرق الكيميائية التقليدية للوصول إلى التراكيز المستهدفة (الأهداف المحددة) بسرعة أكبر، وبمواد كيميائية أقل، وبحد أدنى من التدخل اليدوي. وهذا لا يعزز فقط الاستدامة البيئية والكفاءة الاقتصادية للعملية، بل يُظهر أيضًا إمكانات للتطبيق الأوسع في هندسة التفاعل. ويؤكد التوافق الوثيق بين البيانات التجريبية والتنبؤات النظرية، ضمن انحراف ±10 %، قدرة النظام على التحسين دون معرفة مسبقة بحركية reaction…”

Zou, X., Xie, T., Xu, J., Bai, H., Wang, D., Ke, X., Zhao, W., & Lv, M. (2026). كشف الحركيات ذاتية التحفيز في البلمرة الإضافية قصيرة السلسلة لـ Poly(amic acid) بواسطة In Situ FTIR. Industrial & Engineering Chemistry Research, 65(10), 5452–5459. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6c00046

هناك مرحلتان في البلمرة الإضافية للديامينات العطرية وثنائيات الأنهيدريد (PAA): مرحلة التكوين السريع للسلاسل القصيرة (المرحلة 1) ومرحلة لاحقة بطيئة لنمو السلسلة (المرحلة 2). تكاد تركز جميع الدراسات الحركية حتى الآن على حركيات المرحلة الثانية باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات.  وعلى الرغم من فعالية هذه الطرق مع المونومرات منخفضة التفاعلية، فإنها لا تلتقط المرحلة 1 الشديدة الانطلاق للحرارة في المونومرات الأكثر تفاعلاً. ويؤدي ذلك إلى انحرافات في المحاكاة بنسبة 20−30% خلال الدقائق الأولى من التفاعل، مما يقوض التحكم في العملية، وموثوقية التوسيع على scale، والسلامة. لذا فإن المراقبة الغنية بالبيانات وفي الزمن الحقيقي أمر بالغ الأهمية لالتقاط السلوك ذاتي التحفيز المفترض الذي يتحكم في هذه المرحلة المبكرة.  

في هذا العمل، يُستخدم in situ FTIR لتوفير المعلومات اللازمة لفهمٍ أكثر شمولاً لحركيات البلمرة الإضافية في المراحل المبكرة من poly(amic acid) (PAA). ويُعد هذا عادةً عملية حركية من الرتبة الثانية، حيث يتناسب معدل التفاعل مع حاصل ضرب تركيزي الديامين وثنائي الأنهيدريد. وتشير النماذج النظرية إلى أن هذه التفاعلات تُظهر خصائص ذاتية التحفيز واضحة، حيث تُسرّع نواتج التفاعل معدلات التفاعل اللاحقة، وأن الوسائط تُحدث التأثير الذاتي التحفيز.  وقد طُوّر نموذج للحركيات ذاتية التحفيز لأنظمة الديامين العطري–ثنائي الأنهيدريد عالية التفاعلية، ويشمل فرضيات الآلية، واستنتاج معادلة المعدل، وملاءمة البيانات، والتحليل الحراري الديناميكي. ويوفر النموذج فهماً لكيفية تحكم مكونات مثل درجة الحرارة وبنية المونومر في مقدار التحفيز الذاتي. وتُظهر البيانات أن البلمرة الإضافية قصيرة السلسلة تتبع نموذجاً حركياً ذاتياً تحفيزياً غير عكوس من الرتبة الثانية، ويقوده أساساً التحفيز البروتوني الناتج عن مجموعات –COOH المتكوّنة حديثاً. وتعدّل درجة الحرارة وكهرسلبية المونومر معاً مدى التحفيز الذاتي، حيث يُظهر BTDA أقوى تسريع تحفيزي بينما يُظهر s-BPDA الأضعف. 

“نستخدم in situ FTIR spectroscopy للتحقيق الكمي في البلمرة الإضافية المبكرة لـ 4,4′-diaminodiphenylmethane (MDA) مع ثلاث ثنائيات أنهيدريد: 3,3′,4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA)، و3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (s-BPDA)، و2,3,3′,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (a-BPDA). ويمكن للحزمة المميزة المعزولة لـ MDA عند 818 cm^–1 أن تعمل كمسبار فعال للمراقبة الكمية لتغير تركيز MDA. ويكشف التحليل الحركي لشدة الحزم المطبّعة (A-818 cm^–1، T-818 cm^–1، وS-818 cm^–1) أن التفاعل يتبع حركيات ذاتية التحفيز غير عكوسة من الرتبة الثانية. ويوفر هذا النهج المدمج بين in situ FTIR والنمذجة أول رؤى كمية حول كيفية تحكم كهرسلبية ثنائي الأنهيدريد، والبنية الجزيئية، ودرجة الحرارة بشكل تآزري في مدى التحفيز الذاتي، مما يقدم توجيهاً تجريبياً ونظرياً بالغ الأهمية للتحكم الدقيق وتحسين تخليق PAA.”

• Li, M., Wang, Y., Luo, Y., & Shu, X. (2026). نهج فعال وخضراء لتخليق أوكسيم dodecanone من تفاعل transoximation غير المباشر المحفَّز بالزيوليت. Chemical Engineering Journal Green and Sustainable, 2, 100070. https://doi.org/10.1016/j.cejgas.2026.100070
• Xia, W., Zhan, Y., Xia, J., Luo, G., Su, W., Chai, K., & Su, A. (2025). التحفيز المستدام بالتدفق المستمر والتحسين البايزي لـ hydrogenation لـ HMF المشتق من الكتلة الحيوية فوق RuPt@g-C3N4. SSRN Electronic Journal. https://doi.org/10.2139/ssrn.5638748
• Zhou, C., Beydokhti, M. T., Rammal, F., Kumar, P., Lacroix, M., Vermeiren, W., Dusselier, M., Liao, Y., & Sels, B. F. (2025). تآزر حمضي–قاعدي مستقل عن القرب في محفز صلب ZrOxHy لتجديد الأمينات في التقاط CO2 بعد الاحتراق. Nature Catalysis, 8(3), 270–281. https://doi.org/10.1038/s41929-025-01307-8
• Li, D., Xiong, C., Zhao, X., Yang, T., Wu, Y., Hu, P., & Ji, H. (2025). التنظيم الانتقائي لنقل الأكسجين من أجل أكسدة خضراء لـ n-butane تحت ظروف معتدلة: الأداء والآلية. Journal of Catalysis, 448, 116187. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2025.116187
• Mazumder, A., & Beckingham, B. S. (2025). PEGMA طويل السلسلة الجانبية في أغشية التبادل الأيوني بهدف تقليل انتقال نواتج reduction CO 2. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 13(45), 19464–19481. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.5c02539
• Yao, Y., Chen, D., Li, Y., & Yin, Z. (2025). تأثير تراكيب الغازات على ضبط حركيات هيدرات CH4/CO2 مع 1,3-Dioxolane: دلالة على تخزين الغاز الحيوي القائم على الهيدرات. ACS Applied Materials & Interfaces, 17(12), 18403–18419. https://doi.org/10.1021/acsami.5c00733
• Li, D., Xiong, C., Mao, Q., Xi, L., Yang, T., Hu, P., & Ji, H. (2025). تعزيز انتقال الهيدروجين من الكومين عبر إطار عضوي تساهمي قائم على بورفيرين Ru من أجل الأكسدة الحلقية المتتابعة للهواء للأوليفينات. Nano Research, 19(1), 94907892. https://doi.org/10.26599/nr.2025.94907892

• Silva, J. R. C., Oliveira, L. B., Silva, J. O., Queiroz, L. M. S. V., Cardoso, K. P., Nagamachi, M. Y., & Ferrão, L. F. A. (2025). دراسة وتوصيف الوسائط المستخدمة في إنتاج المؤكسد ammonium dinitramide. Propellants Explosives Pyrotechnics, 50(7), 95–105. https://doi.org/10.1002/prep.12078
• Wei, D., Ma, K., Ni, L., Mebarki, A., Fu, G., & Jiang, J. (2025). الارتقاء بالسلامة الحرارية: الانتقال من التشغيل الدفعي إلى التدفق في تخليق tert-butyl peroxypivalate المحفَّز بالحمض. Chemical Engineering Journal, 523, 168103. https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.168103
• Chen, S., Gao, Y., Dong, C., Shen, L., Zeng, Y., Bao, P., Li, Y., Yi, Z., Chen, H., Zhu, S., & Zhang, L. (2025). ترتيب ذرات النيتروجين رباعية السطوح في كاتيونات الموقع A: نهج جديد لتنظيم الحساسية والطاقة في المواد الطاقية البيروفسكايتية. Advanced Science, 12(19), e2415680. https://doi.org/10.1002/advs.202415680

• Zou, X., Xie, T., Xu, J., Bai, H., Wang, D., Ke, X., Zhao, W., & Lv, M. (2026). كشف الحركيات ذاتية التحفيز في البلمرة الإضافية قصيرة السلسلة لـ Poly(amic acid) بواسطة In Situ FTIR. Industrial & Engineering Chemistry Research, 65(10), 5452–5459. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6c00046
• Duan, W., Zhao, S., Wen, Y., Duan, Z., Zhang, L., & Liu, B. (2026). محفز organoboron متسامح مع التخفيف من أجل البلمرة المشتركة لـ CO 2 وأكسيد البروبيلين، والمدعوم بأنهيدريد حلقي. Macromolecules, 59(4), 2040–2051. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5c03427
• Butler, F., Fiorentini, F., Eisenhardt, K. H. S., & Williams, C. K. (2025). محفزات Co(III)NA(I) غير المتجانسة النووية للبلمرة المشتركة الحلقية المفتوحة لأكسيد البروبين وثاني أكسيد الكربون. Macromolecules, 58(14), 7150–7160. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5c01529
• Jiang, C., Lee, E., Schaefer, J., Holtcamp, M. W., Lin, T., & Gabbaï, F. P. (2025). تحفيز pnictogen-bonding: البلمرة المشتركة لـ CO2 وepoxides على منصات الأنتيمون(V). ACS Catalysis, 15(21), 17882–17892. https://doi.org/10.1021/acscatal.5c03781
  
• Abrahamsen, G. M., Lequeux, Z. a. B., Kemp, L. K., Wedgeworth, D. N., Rawlins, J. W., Newman, J. K., & Morgan, S. E. (2025). التحكم في المورفولوجيا في مركبات nanocomposites لتشتت البولي يوريثان المائي من خلال بنية وصياغة ومعالجة مصممة خصيصاً. Langmuir, 41(16), 10383–10393. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.5c00226
• Jia, Z., Zhang, J., Gao, L., Sun, H., Chen, J., Qin, L., & Yin, J. (2025). تفكيك دور الماء في التحلل الغليكولي الحفزي لـ PET. RSC Sustainability, 3(10), 4714–4723. https://doi.org/10.1039/d5su00528k
• Zeng, X., Liu, C., Wang, X., Cao, Y., Zheng, Z., He, P., Li, H., & Wang, L. (2025). محفزات زوج لويس عضوية تجارية من أجل البلمرة الحلقية المفتوحة الفعالة لـ 1,2-butylene oxide. Polymer Chemistry, 16(23), 2742–2750. https://doi.org/10.1039/d5py00238a

• Wang, R., Xu, L., Yang, Y., Wang, W., Liu, M., Su, X., & Shao, Y. (2026). المراقبة اللحظية للعملية: أمْوَنة Oligonucleotides باستخدام FTIR Spectroscopy عبر الإنترنت. Organic Process Research & Development, 30(3), 731–740. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5c00476
• Ashikari, Y., Tamaki, T., Tomite, K., Yonekura, Y., & Nagaki, A. (2025). تحليل IR اللحظي عبر الإنترنت باستخدام استراتيجية التركيب الخطي والتعلم الآلي لتحسين التفاعل الآلي. Communications Chemistry, 8(1), 287. https://doi.org/10.1038/s42004-025-01676-y
• Chai, K., Xia, W., Shen, R., Luo, G., Cheng, Y., Su, W., & Su, A. (2024). تحسين hydrogenation في التدفق المستمر غير المتجانس باستخدام تحليل FTIR عبر الإنترنت: دراسة مقارنة بين التحسين البايزي متعدد الأهداف والنمذجة الحركية. Chemical Engineering Science, 302, 120901. https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.120901
• Shen, R., Luo, G., Cheng, Y., Zhu, J., Duan, H., & Su, A. (2025). تحسين على مرحلتين لتخليق L-Carnitine بالتدفق المستمر يجمع بين التحسين البايزي، والتحليل عبر الإنترنت، والنمذجة الحركية. SSRN Electronic Journal. https://doi.org/10.2139/ssrn.5256095
  
• Moll, M., Wängler, B., Wängler, C., & Röder, T. (2025). دراسة حركية لـ hydrogenation غير المتناظر لـ benzylphenylephrone في التدفق المستمر. CHIMIA International Journal for Chemistry, 79(6), 441–448. https://doi.org/10.2533/chimia.2025.441

• Talbot, F. J. T., Lindsay-Scott, P. J., Stokes, S., Barnes, A., Rees, M., Miller, I., Richardson, J., & Tang, X. (2026). تمكّن المراقبة بـ ReactIR لتكوّن قاعدة Turbo-Hauser من إجراء تفاعل يودنة متين خلال حملة أولية لـ scale-Up. Organic Process Research & Development, 30(4), 1041–1049. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.6c00062
• Chida, T., Takebayashi, Y., Sue, K., & Kataoka, S. (2026). مفاعل تدفق عمودي آلي مزود بمطيافات inline لقياس زمن المكوث والتحليل الحركي لعملية amidation المباشرة المحفَّزة بـ ZrO 2. Industrial & Engineering Chemistry Research, 65(12), 6491–6500. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6c00042
• Zars, E., Beagan, D., Reed, S., Zeller, M., Lehnert, N., & Szymczak, N. (2026). اقتران N-N لليغاندات النيتروزيلية في معقد حديد ثنائي النيتروزيل بوساطة أحماض خارجية. ChemRxiv. https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2025-9z9lk/v2
• Lorraine, S. C., Baur, A., Taylor, N., Dolinar, B. S., & Hoover, J. M. (2026). تحكم تأثيرات الحقل في نزع الكربوكسيل من Copper(II)-Benzoates: دراسات حركية وآلية. Organometallics, 45(2), 169–180. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.5c00415
  
• Zheng, S., Du, C., Hu, J., Tu, Y., Wang, Y., & Ren, Z. (2025). الآلية على المستوى الذري لتخليق RDX عبر نترتة urotropine المباشرة: دراسة DFT والتحقق الطيفي. Chemical Engineering Science, 321, 123003. https://doi.org/10.1016/j.ces.2025.123003
• Fockenberg, T., Sülzner, N., Sato, T., Reher, J., Schnegg, A., Hättig, C., & Schulz, S. (2025). دراسة مقارنة حول النشاط التحفيزي لـ [COIII4O4] heterocubanes في تفاعلات أكسدة الكحولات في المحلول. ChemRxiv. https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2025-0pw68
• Lorraine, S., Baur, A., Taylor, N., Dolinar, B., & Hoover, J. (2025). تحكم تأثيرات الحقل في نزع الكربوكسيل من Copper(II)-Benzoates: دراسات حركية وآلية. ChemRxiv. https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2025-vftv5
• Zhu, W., Ouyang, Z., Du, X., Li, Y., Deng, X., Xue, Y., Zhou, J., Yu, P., Lu, G., Chan, A. S. C., & Weng, J. (2025). الوصول إلى مراكز فراغية رباعية الاستبدال متجاورة وغير حلقية عبر تفاعلات Mannich غير المتناظرة المحفَّزة تآزرياً بـ Cu/squaramide والمستوحاة حيوياً. Nature Communications, 16(1), 8896. https://doi.org/10.1038/s41467-025-63919-9
  
• Kirchhoff, J., Mairath, T., Schöler, M., Risken, R., & Strohmann, C. (2025). تحقيقات آلية لاستبدالات alkoxysilane الانتقائية بواسطة amides الليثيوم الأولية: من mono- إلى di- وtrisubstituted Si–N-Functionalized silanes. Inorganic Chemistry, 64(26), 13355–13363. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5c01794

• Yu, H., Schiele, S. A., & Briesen, H. (2026). التكميم القائم على الانحناء لتطور الشكل الناتج عن السحل في crystallization المحرّك. Crystal Growth & Design. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.6c00432
• Omstead, K. M., Malig, T. C., Pederson, Z., Kurita, K. L., & Shi, Z. (2026). تطبيقات Infrared Spectroscopy في مراقبة تقطير المذيب أثناء التطوير المبكر لعمليات الأدوية─كيميومتريا رشيقة لمعالجة تأثيرات درجة الحرارة والمصفوفة. Organic Process Research & Development, 30(5), 1119–1129. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5c00146
• Ghaffari, S., Gänsch, J., Schulze, P., & Lorenz, H. (2026). حركيات نمو بلورات أطوار مائي NA 2 CO 3 في نظام NA 2 CO 3 –NAOH–H 2 O من أجل إنتاج رماد الصودا المستدام. ACS Omega, 11(5), 7741–7755. https://doi.org/10.1021/acsomega.5c09440
• Zhang, C., Ma, Y., Wang, Z., Jia, S., Zhang, Y., Yang, L., Yang, H., Cheng, J., & Yang, C. (2026). تأثير خصائص البذور وظروف التشغيل على التنوي الثانوي للغليفوسات. Industrial & Engineering Chemistry Research, 65(15), 7826–7839. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5c04870
  
• Lima, F. a. R. D., De Moraes, M. G. F., Secchi, A. R., De Souza, M. B., & Grover, M. A. (2025). التحكم التنبئي التجريبي اللامخطي لحجم البلورات والمردود في crystallization التبريدية الدفعية بوساطة مستشعر ناعم ونموذج معايرة قائم على Symbolic-Based. Industrial & Engineering Chemistry Research, 64(49), 23582–23600. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5c03894
• Dong, Y., Xuanyuan, S., Xie, C., Sun, Y., Zhou, X., & Wang, Y. (2025). نموذج حركي قائم على الشبكات العصبية لـ crystallization بمضاد المذيب للـ Benzophenone: البناء، والتحقق، والتفسير الآلي. Crystals, 15(5), 464. https://doi.org/10.3390/cryst15050464

• Arunachalampillai, A., Chandrappa, P., Crockett, R. D., Gaines, C. S., Hu, K., Judd, T., Kommuri, V. C., Murray, J. I., Nidhiry, J., Ortiz, A., Robinson, J. A., Rötheli, A. R., Vernon, R. M., Wei, C. S., Wells, S., Wilson, C. V., Xu, S., Yamamoto, K., & Zetzsche, L. E. (2025). تطوير مسار تصنيع نحو AMG 193، وهو مثبط PRMT5 متعاون مع MTA. Organic Process Research & Development, 29(11), 2934–2941. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5c00310
• Waldschitz, D., Bartlechner, J., Karner, E. M., Spadiut, O., Jakubek, S., & Kager, J. (2025). معالجة تباين المواد الخام: الحفاظ على حالة مستقرة أثناء الزراعة عبر مزج تيارات التغذية اللجنوسليلوزية. Biochemical Engineering Journal, 224, 109891. https://doi.org/10.1016/j.bej.2025.109891
• Hengelbrock, A., Baukmann, S., Uhl, A., Schmidt, A., & Strube, J. (2025). توأم رقمي لإنتاج الحويصلات خارج الخلوية المشتقة من hMSC لتطبيقات العلاج الخلوي والجيني نحو التشغيل الذاتي. ACS Omega, 10(40), 46659–46681. https://doi.org/10.1021/acsomega.5c03703
• Da Silva Rodrigues, K. C., Veloso, I. I. K., Lemos, D. A., Cruz, A. J. G., & Badino, A. C. (2025). تخمير الإيثانول الاستخلاصي مع استرجاع الإيثانول بالامتصاص في أنظمة مفتوحة ومغلقة. Fermentation, 11(1), 12. https://doi.org/10.3390/fermentation11010012
  
• Ponnudurai, A., Schulze, P., Seidel-Morgenstern, A., & Lorenz, H. (2025). LigniFrac: إثبات المفهوم لعملية تجزئة اللجنين المستمرة والقابلة للتوسعة. Chemical Engineering Journal, 510, 161113. https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161113
• Ren, T., Bi, Y., Li, J., Li, J., Gao, D., Yu, F., Wang, J., & Zhang, K. (2025). بلاستيك حيوي قابل للتحلل، قابل لضبط الأداء، وقابل للمعالجة بالانصهار مدعوم بعلم الأحياء التركيبي. Chemical Engineering Journal, 515, 163593. https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.163593

• Akturk, I., Mackey, J. S., Sundarkumar, V., Murbach, G., Joglekar, G., Csathy, A. T., Wehrle, F. J., Thompson, D. H., & Nagy, Z. K. (2026). نحو تصنيع دوائي رشيق وموزع: التكامل المستمر من end-to-end للتفاعل والتنقية والتركيب لـ Lomustine عبر منصة MiniPharm. Organic Process Research & Development, 30(3), 595–618. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5c00314
• Ashikari, Y., Tamaki, T., Tomite, K., Yonekura, Y., & Nagaki, A. (2025). تحليل IR اللحظي عبر الإنترنت باستخدام استراتيجية التركيب الخطي والتعلم الآلي لتحسين التفاعل الآلي. Communications Chemistry, 8(1), 287. https://doi.org/10.1038/s42004-025-01676-y
• Jong, C. Y., Mittal, A., Lee, F. J. J., Loo, L. M., Goh, Y., Yuan, Q., Yeap, E. W. Q., Dubbaka, S. R., Rao, H. N., & Wong, S. Y. (2025). crystallization اللاكتوز: دمج التعلم الآلي مع تقنيات التحليل العملية. Food and Bioproducts Processing, 151, 64–72. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2025.02.008
• Bell, N. L., Berardi, E., Gladkikh, M., Turnbull, R. D., & Turton, F. (2025). ReactPyR: سير عمل بلغة Python لـ ReactIR يتيح قياس استقرار المركبات الحساسة في الهواء. Digital Discovery, 4(12), 3533–3539. https://doi.org/10.1039/d5dd00305a
  
• Vasisht, S., Wiedner, E., Lopez-Ruiz, J., Royer, N., Begildayeva, T., Choudhury, S., Koch, J., Birmiwal, R., Wang, Z. & Washton, N. (2025). كيمياء كهربية تدفقية ذاتية التشغيل لاكتشاف محفزات أسرع. Prepared for the U.S. Department of Energy under Contract DE-AC05-76RL01830
• Knoll, S., Silber, K., Williams, J. D., Sagmeister, P., Hone, C. A., Kappe, C. O., Steinberger, M., & Horn, M. (2025). FlowMat: صندوق أدوات لنمذجة مفاعلات التدفق باستخدام نهج فيزيائية وتعلّم آلي من أجل المحاكاة المعيارية، وتحديد المعلمات، وتحسين المفاعل. RSC Advances, 15(40), 33278–33296. https://doi.org/10.1039/d5ra06173c