Søgeforslag
  • lodder
  • probe holder
  • vejeceller
  • PEEK skaft
  • act350
Alle kategorier
  • Alle kategorier
  • Produkter
  • Køb online
  • Support
  • Ekspertise
  • Events & Webinars
  • Andet
Filter
Filter
Kategorier
  • Alle kategorier
  • Produkter
  • Køb online
  • Support
  • Ekspertise
  • Events & Webinars
  • Andet
Ryd filtreVis resultater
Hjem By Application AutoChem Applications Kontinuerlig strømningskemi

Kontinuerlig strømningskemi

Forbedre sikkerheden, reducere cyklustiden, øge kvaliteten og udbyttet

Flowkemi, også kendt som kontinuerlig flowkemi eller kontinuerlig behandling, begynder med to eller flere strømme af forskellige reaktanter pumpet med specifikke flowhastigheder ind i et enkelt kammer, rør eller mikroreaktor. En reaktion finder sted, og strømmen indeholdende den resulterende forbindelse opsamles ved udløbet. Opløsningen kan også ledes gennem efterfølgende flowreaktorsløjfer for at generere det endelige produkt.

Denne tilgang kræver kun små mængder materiale, hvilket øger processikkerheden dramatisk. På grund af det iboende design af kontinuerlig flowteknologi bliver reaktionsforhold, der er usikre eller uopnåelige i batchbehandling, mulige. Resultatet er et produkt med højere kvalitet, færre urenheder og hurtigere reaktionscyklustider.

Flowkemi har været brugt i årtier i den kemiske industri. På det seneste har den farmaceutiske og finkemiske industri i stigende grad taget denne metode til sig. De iboende sikkerhedsforbedringer, forbedret produktkvalitet, omkostningseffektivitet og overordnet produktionsfleksibilitet driver den voksende brug af kontinuerlig flowkemi.

Grundlæggende om strømningskemi

Flowkemisk udstyr består generelt af pumper, der transporterer reaktanter, reagenser og opløsningsmidler ind i reaktionssløjfer, som introducerer små mængder reagenser. Disse føres ind i en blandeforbindelse, hvor reagensstrømme kombineres og føres ind i en spolereaktor for at give den nødvendige reaktionsopholdstid. Reaktionsblandingen kan derefter føres ind i en kolonnereaktor indeholdende faste reagenser, katalysatorer eller scavengers. En inline modtryksregulator styrer systemtrykket, og inline-analyser bruges ofte til at give information om reaktionsydelse.

Derudover kan in-situ FTIR-spektroskopi give feedback i realtid for proaktivt at forbedre reaktionen. For eksempel kan data fra in-situ FTIR-spektroskopi bruges til at afbøde virkningerne af ufuldkomment flow og kontrollere tilsætningshastigheden af reagenser, hvilket resulterer i en bedre blandingsprofil.

Nøgleanvendelser af flowkemi

I de senere år er omfanget og variationen af reaktioner, der udføres ved hjælp af kontinuerlig strømningskemi, udvidet betydeligt, især inden for farmaceutiske produkter, finkemikalier, grøn kemi, katalytiske reaktioner og polymerkemi . En stor del af denne vækst involverer kemi, der udgør udfordringer for opskalering i traditionelle batchprocesser, især dem, der er potentielt farlige. Eksempler omfatter:

Flowkemi øger sikkerheden ved at muliggøre sikrere håndtering af reaktanter, der kan udgøre en fare for menneskers sundhed. En anden vigtig anvendelse er kontrol af stereokemi, da flowsystemer tillader præcis justering af reaktionsvariabler for at styre epimerisering effektivt.

Derudover er strømningskemi velegnet til reaktioner med begrænsede udgangsmaterialer, hvor det er at foretrække at udføre småskalareaktioner.

Forbedring af flowkemi med procesanalytisk teknologi

Når flowkemi integreres med procesanalytisk teknologi (PAT), muliggør den hurtig analyse, optimering og opskalering af kemiske reaktioner. Kontinuerlig overvågning i realtid giver forskere mulighed for at spore steady-state-forhold, hurtigt fejlfinde procesafvigelser og identificere reaktive mellemprodukter.

Ved hjælp af teknikker såsom svækket total reflektans (ATR) spektroskopi udviser hver funktionel gruppe inden for et stof et unikt spektralt fingeraftryk, der kan overvåges over tid. Dette giver kontinuerlig måling af komponentkoncentrationer i forhold til procesforhold, hvilket giver værdifuld indsigt i den tid og de parametre, der kræves for at opnå og opretholde steady state.

Kontinuerlig flowreaktion af en meget eksoterm reaktion

I dette eksempel blev inline FTIR-teknologi anvendt til at analysere en kontinuerlig proces, der danner thiomorfolindioxid gennem reaktionen af ethanolamin (EA) og divinylsulfon (DVS). Inline FTIR spillede en afgørende rolle både under udviklingen af den kontinuerlige proces og i overvågningen af reaktionen i større skalaer.

Batchtest i lille skala afslørede, at denne reaktion er meget eksoterm og kan udgøre udfordringer, når den skaleres op. Desuden er divinylsulfon et giftigt alkyleringsmiddel, og eksponering bør strengt undgås.


Kontinuerlig flowreaktion af stærkt eksoterm reaktion
Eksoterm reaktionsstrømningskemi

Overvågning i realtid og opskalering af kontinuerlig flowreaktion

For at udvikle den kontinuerlige proces blev reaktionen af ethanolamin (EA) med divinylsulfon (DVS) udført i en 12 ml reaktor. ReactIR med en flowcelle blev brugt til at overvåge forsvinden af DVS (1390 cm⁻¹ bånd) og udseendet af målforbindelsen (1195 cm⁻¹ bånd). Vand blev brugt som opløsningsmiddel, hvilket ikke forstyrrede IR-båndene, der blev overvåget for DVS og målforbindelsen.

Som IR-spektralsporet over tid viser, vises 1390 cm⁻¹-båndet, der svarer til DVS, når pumpe B startes. Ved aktivering af pumpe A, der introducerer EA, forsvinder DVS-båndet, mens målforbindelsesbåndet vises og når steady state. Denne kontinuerlige flowreaktion blev efterfølgende skaleret op til produktion i kilogramskala med ReactIR-flowteknologi, der blev anvendt til procesovervågning i realtid.

Strotman, N. A., Tan, Y., Powers, K. W., Soumeillant, M., & Leung, S. W. (2018). Udvikling af en sikker og kontinuerlig fremstillingsmetode med høj kapacitet til 4-(2-hydroxyethyl)thiomorfolin 1,1-dioxid. Organisk procesforskning og -udvikling, 22(6), 721-727. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.8b00100

Accelereret procesudvikling med flowkemi

Flowkemi til eksoterme reaktioner i en CRO

NALAS Engineering, en Contract Research Organization (CRO), demonstrerede en sikrere kontinuerlig flow-metode til en stærkt eksoterm kemisk reaktion ved hjælp af datarige eksperimenter (DRE). Projektet anvendte kalorimetri til at evaluere varmebalancen og brugte in-situ mid-infrarød spektroskopi til at overvåge reaktionskomponenter i realtid og udvikle kinetiske modeller.

Mid-infrarød analyse skulle bruges til at definere fraktionskonverteringen på hvert trin i det multiple fluidiske modulsystem, såvel som den samlede konvertering og udbytte som en funktion af opholdstid. Nøglevariabler såsom doseringshastighed, katalysatorbelastning og temperatur blev screenet og optimeret hurtigt baseret på realtidsinformation leveret af varmeflowkalorimetri og in-situ mid-infrarød spektroskopi.

Disse værktøjer gav også en forståelse af, hvilket trin der styrer den samlede proceshastighed samt den effekt, som blanding og masseoverførsel og katalysator har på reaktionshastigheden.

Udstyr til flowkemi

Kontinuerlig flowteknologi til automatiseret reaktionsoptimering

ReactIR til kontinuerligt flow

ReactIR 702L

ReactIR 702L™ er ideel til realtidsovervågning af kontinuerlig flowkemi. Dens in-situ FTIR-spektroskopi giver kontinuerlig sporing af vigtige reaktionsarter, hvilket muliggør måling af kinetik, mekanismer og veje, især hvor offline prøvetagning og analyse er udfordrende.

Lille og let
Med en strømlinet profil passer instrumentet nemt ind i fysisk begrænsede rum, hvilket gør det muligt at placere det langs reaktionssekvensen, hvor der er behov for overvågning.

Intet flydende nitrogen påkrævet
Infrarøde målinger kan udføres kontinuerligt og uden opsyn i længere perioder, hvilket giver plads til langvarige synteseprocesser.

iC IR 8-software
Opsætning og trendovervågning er ligetil og intuitiv. Data fra ReactIR 702L integreres problemfrit med kontrolsystemer, hvilket muliggør proaktiv styring af kemien.

Direkte injiceret væskekromatografi

Online HPLC-analyse

Med DirectInject-LC™ kan HPLC nu bruges til næsten realtidsreaktion, proces og krystallisationsforståelse . Fuldautomatisk hurtig reaktionsprøvetagning og injektion omdanner HPLC til en kraftfuld ny procesanalytisk teknologi (PAT) til online reaktionsovervågning.

  • Indsaml løbende repræsentative prøver i batch eller flow, hvilket muliggør realtidsanalyse af kompleks, flerfaset og udfordrende kemi.

  • Håndfri og reproducerbar reaktionsprøvetagning, forberedelse og øjeblikkelig injektion på HPLC eliminerer prøveældning og giver data i realtid.

  • Analysér data med verdens førende iC Software Suite, der er specielt designet til reaktionsanalyse og modellering, for at muliggøre accelereret proces- og produktudvikling.

Software til kontinuerlig flowmodellering

Dynochem: Design og opskalering af strømningskemiske systemer

Udførelse af reaktioner og processer i kontinuerlig flowtilstand kan forbedre kvaliteten, sikkerheden og gennemløbet. Dynochem, en kemisk processimuleringssoftware, muliggør modellering af kritiske variabler såsom rørlængde, volumen, temperatur og opholdstid. Det tillader også vurdering af blandingseffektiviteten i rørformede og statiske blandingsflowreaktorer.

For at forbedre processikkerheden i energiske reaktioner hjælper Dynochem med at designe passende plug-flow-reaktorer baseret på varmeflowdata opnået fra kalorimetriske målinger. Derudover letter det nem modellering af graden af konvertering til produkt i CSTR-kæder (continuous stirred tankreaktor).

Dynochem opbygger organisatorisk tillid til valget af den rigtige type reaktor og reaktionsbetingelser for en proces. Dynochem-modellering er ideel til hurtig optimering af forholdene i flowreaktorer på tværs af produktskalaer. 

Ved at give pålidelig indsigt opbygger Dynochem organisatorisk tillid til at vælge den rigtige reaktortype og reaktionsbetingelser. Den er ideel til hurtig optimering af forholdene i flowreaktorer på tværs af forskellige produktskalaer.

Hvad er flowkemi?

Strømningskemi, eller kontinuerlig strømning, er en teknik, der går ud på at køre kemiske reaktioner i en kontinuerligt strømmende strøm, hvor pumper flytter væske ind i en reaktor, og væskerne kommer i kontakt med hinanden, hvor rørene mødes. 

Hvorfor er flowkemi vigtig?

Strømningskemi er en veletableret teknik til brug i stor skala ved fremstilling af store mængder af et givent materiale. 

Nogle fordele ved at udføre reaktioner i kontinuerlig strømning inkluderer:

  • Bedre kontrol over reaktionsparametre
  • Hurtigere reaktioner
  • Forbedret produktkvalitet og udbytte
  • Forbedrede sikkerhedsprofiler
  • Intensivering af processer
  • Bæredygtige kemiske processer

Hvad er forskellen mellem batch og kontinuerlig flow?

Flowkemi adskiller sig fra konventionel batchkemi på flere måder, herunder:

  • Flow af reagenser: Ved kontinuerligt flow pumpes reagenser under tryk og strømmer kontinuerligt gennem reaktoren.
  • Kontrol af reaktionstid: Reaktionstiden bestemmes af den tid, det tager reagenserne at strømme gennem reaktoren.
  • Øget kontrol over reaktionsparametre: Dette kan øge reaktiviteten eller muliggøre nye reaktioner. 

FTIR-spektroskopi til flowkemi

FTIR-spektroskopi til flowkemi

Tidsskriftartikler, der skal gennemgås, før du udvikler din kontinuerlige proces

Vejledning til reaktionsanalyse

Vejledning til reaktionsanalyse i realtid

En guide, der gennemgår fordelene og vigtigheden af reaktionsanalyse i realtid - et nøgleelement i enhver PAT-strategi

ReactIR™ Spectroscopy in Peer-Reviewed Publications

ReactIR™ Spectroscopy in Peer-Reviewed Publications

Extensive List of References Published from 2020 to May 2023

in situ overvågning af kemiske reaktioner

In-situ overvågning af kemiske reaktioner

Nylige fremskridt inden for organisk kemi

Hurtig analyse af kontinuerlige reaktionsoptimeringsforsøg

Hurtig analyse af kontinuerlige reaktionsoptimeringsforsøg

Optimering af kemiske reaktioner med In Situ-overvågning

Continuous Flow Process Optimization and Control Using Multiple Orthogonal PAT

Webinar: Continuous Flow Process Optimization and Control Using Multiple Orthogonal PAT

Deploy Autonomous Processes for Continuous Manufacturing

Flow Chemistry as a Powerful Tool to Enable the Scale-up of APIs

Webinar: Flow Chemistry as a Powerful Tool to Enable the Scale-up of APIs

Using Flow Chemistry to Mitigate Hazards Associated with Materials Used in Commercial Manufacturing and Piloting of Challenging Processes in Batch Mode

Continuous Primary Processing Facilitated by PAT

Continuous Primary Processing Facilitated by PAT

From an R&D Concept to Industrial Scale Implementation

paracetamol continuous crystallization case study

Continuous Crystallization of Paracetamol Using NiTech COBC

Scale-up from Batch to Continuous Crystallization with In-Process Monitoring

continuous flow chemistry for api manufacturing

Continuous Flow Chemistry for API Manufacturing

Continuous Flow Chemistry Using PAT

Development of Continuous Flow Chemistry Using Online PAT Analysis

Pioneering Chemistry Information Technology

Accelerated Process Development

Accelerated Process Development

Using an Advanced Flow Reactor

Development of Continuous Processes

Using Data-Rich Experimentation to Enable the Development of Continuous Processes

Oxidative Nitration reaction with a fast and highly exothermic oxidation step using reaction calorimetry and process analytical technology

beta lactam antibiotics powerpoint

Continuous Manufacturing of Beta-Lactam Antibiotics

With Combined Enzymatic Reaction and Crystallization

Flowkemi i peer-reviewed publikationer

  1. Qin, Y., Ayesa, U., Lévesque, F. & Ji, Y. (2025). Ny anvendelse af direkte injiceret væskekromatografi (DILCTM) som procesanalytisk teknologi i realtid til flowreaktioner. ChemRxiv. https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2025-c3680
  2. Kelly, S.M., Lebl, R., Malig, T.C., Bass, T.M., Kummli, D., Kaldre, D., Orcel, U., Tröndlin, L., Linder, D., Sedelmeier, J., Bachmann, S., Han, C., Zhang, H. og Gosselin, F. (2024). Syntese af en højt funktionaliseret quinazolinorganozinc mod KRAS G12C-hæmmeren Divarasib (GDC-6036), muliggjort gennem kontinuerlig flowkemi. Forskning og udvikling af organiske processer, 28(5), 1546-1555. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.3c00164
  3. Murbach-Oliveira, G., Akturk, I., Nagy, Z. K., & Thompson, D. H. (2024). Procesudvikling og kinetisk analyse i den grønne syntese af lomustin.  https://doi.org/10.1021/acs.oprd.3c00463
  4. Wang, H., Cui, Y., Shi, J., Tao, X., & Zhu, G. (2023). Porøs kulstof understøttede Lewis syre-base-steder som metalfrie katalysatorer til carbonylering af glycerol med urinstof.  B, Miljø, 330, 122457. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122457
  5. Wang, Z., Gérardy, R., Gauron, G., Damblon, C., & Monbaliu, J. M. (2019). Opløsningsmiddelfri organokatalytisk fremstilling af cykliske organiske carbonater under skalerbare kontinuerlige strømningsforhold. Reaction Chemistry & Engineering, 4(1), 17–26. https://doi.org/10.1039/c8re00209f
  6. Harper, K. C., Moschetta, E. G., Bordawekar, S., & Wittenberger, S. J. (2019). En laserdrevet flowkemiplatform til skalering af fotokemiske reaktioner med synligt lys. ACS Central Science, 5(1), 109–115. https://doi.org/10.1021/acscentsci.8b00728
  7. Wang, Z., Gérardy, R., Gauron, G., Damblon, C., & Monbaliu, J. M. (2019). Opløsningsmiddelfri organokatalytisk fremstilling af cykliske organiske carbonater under skalerbare kontinuerlige strømningsforhold. Reaction Chemistry & Engineering, 4(1), 17–26. https://doi.org/10.1039/c8re00209f
  8. Dunn, A. L., Leitch, D. C., Journet, M., Martin, M. T., Tabet, E. A., Curtis, N. R., Williams, G. D., Goss, C. A., Shaw, T., O'Hare, B., Wade, C. E., Toczko, M. A., & Liu, P. (2018). Selektiv kontinuerlig strømningsjodering styret af direkte spektroskopisk observation af ækvibrerende aryllithium-regioisomerer. Organometallics, 38(1), 129–137. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.8b00538
  9. Gérardy, R., Emmanuel, N., Toupy, T., Kassin, V., Tshibalonza, N. N., Schmitz, M., & Monbaliu, J. M. (2018). Kontinuerlig strømning organisk kemi: Succeser og faldgruber i grænsefladen til aktuelle samfundsmæssige udfordringer. European Journal of Organic Chemistry, 2018(20-21), 2301-2351. https://doi.org/10.1002/ejoc.201800149
  10. Strotman, N. A., Tan, Y. S., Powers, K. W., Soumeillant, M., & Leung, S. (2018). Udvikling af en sikker og kontinuerlig fremstillingstilgang med høj kapacitet til 4-(2-hydroxyethyl)thiomorfolin 1,1-dioxid. Forskning og udvikling af organiske processer, 22(6), 721-727. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.8b00100
  11. Fitzpatrick, D. E., & Ley, S. V. (2018). Teknisk kemi til fremtiden for kemisk syntese. Tetraeder, 74(25), 3087-3100. https://doi.org/10.1016/j.tet.2017.08.050
  12. Galaverna, R., Breitkreitz, M. C., & Pastre, J. C. (2018). Omdannelse af d-fruktose til 5-(hydroxymethyl)furfural: Evaluering af batch- og kontinuerlige strømningsforhold ved design af eksperimenter og in-line FTIR-overvågning. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 6(3), 4220–4230. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.7b04643
  13. Yang, H., Martin, B., & Schenkel, B. (2018). On-Demand generering og forbrug af diazomethan i flertrins kontinuerlige flowsystemer. Organic Process Research & Development, 22(4), 446–456. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00302
  14. Li, B., Guinness, S. M., Hoagland, S., Fichtner, M., Kim, H., Li, S., Maguire, R. J., McWilliams, J. C., Mustakis, J., Raggon, J. W., Campos, D., Voss, C. R., Sohodski, E., Feyock, B., Murnen, H. K., Gonzalez, M., Johnson, M. R., Lu, J., Feng, X., . . . Wu, B. (2018). Kontinuerlig produktion af vandfri tert-butylhydroperoxid i nonan ved hjælp af membranfordampning og dens anvendelse i flowoxidation af en Γ-butyrolactam. Organic Process Research & Development, 22(6), 707–720. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.8b00083
  15. Pedersen, M., Skovby, T., Mealy, M. J., Dam-Johansen, K., & Kiil, S. (2018). Redesign af en Grignard-baseret Active Pharmaceutical Ingredient (API) batchsyntese til en flowproces til fremstilling af Melitracen HCL. Organic Process Research & Development, 22(2), 228–235. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00368
  16. Hunter, S. M., Susanne, F., Whitten, R., Hartwig, T., & Schilling, M. B. (2018). Procesdesignmetodologi for organometallisk kemi i kontinuerlige strømningssystemer. Tetraeder, 74(25), 3176-3182. https://doi.org/10.1016/j.tet.2018.04.020
  17. O'Brien, A. G., Ricci, E. M., & Journet, M. (2018). Dehydrering af et uopløseligt urinstofbiprodukt muliggør kondensering af DCC og malonsyre i flow. Organic Process Research & Development, 22(3), 399–402. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00375
  18. Fitzpatrick, D. E., Maujean, T., Evans, A. C., & Ley, S. V. (2018). Automatiseret optimering og kontinuerlig flowsyntese af farmaceutiske midler, der opererer via en cloud-baseret server. Angewandte Chemie, 57(46), 15128-15132. https://doi.org/10.1002/anie.201809080
  19. Hock, K. J., & Koenigs, R. M. (2018). Genereringen af diazoforbindelser i kontinuerlig strømning. Kemi, 24(42), 10571-10583. https://doi.org/10.1002/chem.201800136
  20. Født, S. C., Edwards, C. E. R., Martin, B., & Jensen, K. F. (2018). Kontinuerlig, on-demand generering og adskillelse af diphenylphosphorylazid. Tetraeder, 74(25), 3137-3142. https://doi.org/10.1016/j.tet.2018.01.026
  21. Tshibalonza, N. N., Gérardy, R., Alsafra, Z., Eppe, G., & Monbaliu, J. M. (2018). En alsidig biobaseret kontinuerlig flowstrategi til produktion af 3-buten-1,2-diol og vinylethylencarbonat fra erythritol. Green Chemistry, 20(22), 5147–5157. https://doi.org/10.1039/c8gc02468e
  22. Thaisrivongs, D. A., Naber, J. R., Rogus, N. J., & Spencer, G. (2018). Udvikling af en organometallisk strømningskemisk reaktion på pilot-anlægsskala til fremstilling af Verubecestat. Organic Process Research & Development, 22(3), 403–408. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00385
  23. Tshibalonza, N. N., & Monbaliu, J. M. (2017). Gensyn med deoxydehydrering af glycerol mod allylalkohol under kontinuerlige strømningsforhold. Green Chemistry, 19(13), 3006-3013. https://doi.org/10.1039/c7gc00657h
  24. Li, H., Sheeran, J. W., Clausen, A., Fang, Y., Bio, M. M., & Bader, S. J. (2017). Flowasymmetrisk propargylering: udvikling af kontinuerlige processer til fremstilling af en kiral Β‐aminoalkohol. Angewandte Chemie, 56(32), 9425–9429. https://doi.org/10.1002/anie.201704882
  25. Plutschack, M. B., Pieber, B., Gilmore, K., & Seeberger, P. H. (2017). Blafferens guide til strømningskemi. Chemical Reviews, 117(18), 11796-11893. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00183
Jeg vil gerne...
Har du brug for hjælp?
Vi er her for at besvare dine spørgsmål.