Synthèse organique, chimie organique & Technologies PAT | METTLER TOLEDO
Organic Synthesis Applications

Synthèse organique

Criblage et optimisation des catalyses, des synthèses de polymères et des autres synthèses chimiques réactives

Chimie organique de synthèse
Améliorez la performance des catalyseurs du procédé double d'hydroformylation/hydrogénation
Surveillance des réactions en temps réel
Plans d'expérimentation pour les conditions de réactions optimales
Postes de synthèse organique
Synthèse de molécules innovantes
Chimie hautement réactive

Applications

Applications de chimie organique de synthèse

Contrôler les isocyanates résiduels
Technologie analytique de procédé pour les mesures continues des isocyanates résiduels

Les isocyanates sont les éléments essentiels des polymères hautes performances à base de polyuréthane qui constituent les revêtements, les mousses, les adhésifs, les élastomères et les matériaux d'isolation. Les problèmes liés à une surexposition aux isocyanates résiduels ont entraîné une réduction des seuils de ces composés dans les nouveaux produits. Les méthodes d'analyse traditionnelles pour mesurer les concentrations d'isocyanates résiduels en effectuant des prélèvements et des analyses hors ligne présentent des difficultés. La surveillance in situ avec technologie analytique de procédé résout ces difficultés et garantit aux fabricants et aux formulateurs le respect des critères de qualité, des normes de sécurité du personnel et des réglementations environnementales.

Mesurer les réactions de polymérisation
Comprendre la cinétique pour développer la chimie des polymères de synthèse

Mesurer et comprendre les réactions de polymérisation, les mécanismes, la cinétique, les rapports de réactivité et les énergies d'activation incitent les chercheurs à employer la spectroscopie infrarouge in situ comme technique de routine pour obtenir des données expérimentales complètes et progresser plus rapidement dans leurs recherches.

Profilage des impuretés des réactions chimiques
L'échantillonnage automatisé et continu des réactions améliore la productivité et la compréhension des chimistes

Il est important de connaître la cinétique et le mécanisme de formation des impuretés pour déterminer le point final de la réaction dans le cadre d'études de développement chimiques et de procédé. Ces études nécessitent des échantillons de réactions exacts, reproductibles et représentatifs.

Études de la cinétique des réactions chimiques
Étude de la vitesse des réactions chimiques et mesure de la cinétique en ligne

Les études de la cinétique des réactions chimiques in situ permettent de mieux comprendre le mécanisme et le déroulement des réactions en décrivant la dépendance entre les concentrations des composants de réaction en temps réel. Les données obtenues tout au long d'une réaction permettent de calculer des lois gouvernant le taux de réaction grâce à un nombre réduit d'expériences, en raison de la nature exhaustive des données.L'analyse cinétique de la progression de la réaction (RPKA) utilise des données in situ dans des concentrations synthétiquement pertinentes et capture des données tout au long de l'expérience pour veiller à ce que le comportement de réaction complet puisse être décrit avec exactitude.

Chimie en flux, notions et avantages - suivi des données en temps réel
Améliorer la sécurité, la qualité et le rendement, réduire la durée de cycle

La chimie en flux continu permet de réaliser des étapes exothermiques qui sont impossibles avec les réacteurs standards. De plus, les améliorations apportées à la conception des réacteurs à flux continu multiplient les possibilités de réaction, qui sont limitées dans les réacteurs classiques. Cela permet généralement d'améliorer la qualité des produits et d'optimiser le rendement.  Associée à la technologie analytique de procédé (PAT), la chimie en flux permet d'analyser, d'optimiser et d'extrapoler rapidement une réaction chimique.

Contrôle de procédé pour les réactions exothermiques
Comprendre et contrôler le développement de la réaction de Grignard, extrapoler avec la technologie analytique de procédé

Les réactions chimiques exothermiques présentent des risques inhérents, particulièrement au cours de l'extrapolation. Ces risques incluent les problèmes de sécurité comme une pression excessive, une décharge de contenu, les explosions, une dégradation du rendement de produit ou de sa pureté due à une hausse rapide de la température.  Par exemple, un contrôle inadéquat des réactions de Grignard pose des problèmes de sécurité associés à l'accumulation de l'halogénure organique qui, s'il n'est pas détecté, peut avoir des conséquences graves et entraîner un emballement réactionnel.

Réactions d'hydrogénation
Comprendre et optimiser les effets des paramètres de procédé sur les réactions d'hydrogénation

L'étude des réactions d'hydrogénation implique de prendre des décisions avisées afin d'optimiser le procédé en laboratoire et de garantir sa répétabilité lors de son extrapolation. Des mesures continues de la réaction en temps réel permettent d'améliorer la compréhension fondamentale du procédé. Ces mesures permettent ainsi de prendre des décisions plus rapidement afin de réduire le nombre d'expériences et le délai d'extrapolation du procédé ; d'améliorer la sélectivité/le rendement grâce aux informations quasi instantanées sur la direction de la réaction ; de réduire la durée du cycle et d'améliorer le rendement en déterminant le point final idéal en arrêtant la réaction à un moment précis et en évitant le risque de formation de produits dérivés.

Chimie hautement réactive
Mise à l'échelle et optimisation de procédés chimiques hautement réactifs

La chimie hautement réactive est un terme se rapportant aux réactions chimiques particulièrement difficiles à générer et à gérer en raison des risques potentiels et/ou à la nature énergétique des réactifs, des intermédiaires et des produits de la synthèse. Ces composés chimiques impliquent souvent de fortes réactions exothermiques nécessitant un équipement spécialisé ou des conditions extrêmes de manipulation (comme des températures basses) pour assurer un contrôle adéquat. Assurer la sécurité des opérations, réduire l'exposition humaine et recueillir un maximum d'informations à chaque expérience : tels sont les facteurs clés dans la conception et la mise à l'échelle de procédés efficaces de chimie hautement réactive.

High Pressure Reactions
Understand and Characterize High Pressure Reactions Under Challenging Sampling Conditions

Many processes require reactions to be run under high pressure. Working under pressure is challenging and collecting samples for offline analysis is difficult and time consuming. A change in pressure could affect reaction rate, conversion and mechanism as well as other process parameters plus sensitivity to oxygen, water, and associated safety issues are common problems.

Hydroformylation or Oxo Synthesis/Process
Understand Catalyst Activity

Hydroformylation, or oxo synthesis/process, is important for the production of olefins to aldehydes and aldehydes from alkenes. Hydroformylation reactions are performed at high pressure and can be challenging to sample due to the extreme reaction conditions, as well as the toxic, flammable, and reactive raw materials and reagents.

Réactions catalytiques
Accélérer les réactions chimiques avec un catalyseur

Les catalyseurs sont une méthode alternative permettant d'augmenter la vitesse et l'ampleur d'une réaction. Une parfaite compréhension de la cinétique de réaction est donc essentielle. Vous obtenez ainsi des informations sur la vitesse de réaction, mais aussi sur le mécanisme de cette dernière. Il existe deux types de réaction catalytique : réaction homogène et hétérogène. La réaction est dite hétérogène lorsque le catalyseur et le réactif sont présents dans deux phases différentes. La réaction est dite homogène lorsque le catalyseur et le réactif sont présents dans la même phase.

réactions de synthèse
Fournir des molécules essentielles à la recherche, à l'industrie et au commerce

Les réactions de synthèse, qui constituent l'une des quatre principales catégories de réactions chimiques, comptent des exemples importants en synthèse organique, en chimie catalytique, en chimie inorganique/organométallique et en chimie de polymérisation. Dans le cas le plus simple, une réaction de synthèse se produit lorsque deux molécules se combinent pour en former une troisième, plus complexe. Mais souvent, les réactions de synthèse ne sont pas aussi simples et requièrent une compréhension approfondie de la cinétique et des mécanismes chimiques sous-jacents, ainsi que des conditions de réaction contrôlées avec précision.

Plans d'expérimentation
Une approche statistique de l'optimisation des réactions

Un plan d'expérimentation implique de réaliser des expériences dans des conditions contrôlées et reproductibles en vue d'optimiser les procédés chimiques. Les réacteurs de synthèse chimique sont conçus pour effectuer des analyses dans le cadre du plan d'expérimentation afin de garantir la qualité des données.

Fundamental Understanding of Chemical Reactions and Factors Affecting Them

Reaction mechanisms describe the successive steps at the molecular level that take place in a chemical reaction. Reaction mechanisms cannot be proven, but rather postulated based on empirical experimentation and deduction. In situ FTIR spectroscopy provides information to support reaction mechanisms hypotheses.

Organometallic Synthesis
Analysis with In Situ Infrared and Raman Spectroscopy

Organometallic Synthesis refers to the process of creating organometallic compounds, and is among the most actively researched areas in chemistry. Organometallic compounds are frequently used in fine chemical syntheses and to catalyze reactions. In situ Infrared and Raman spectroscopy are among the most powerful analytical methods for the study of organometallic compounds and syntheses.

Contrôler les isocyanates résiduels

Les isocyanates sont les éléments essentiels des polymères hautes performances à base de polyuréthane qui constituent les revêtements, les mousses, les adhésifs, les élastomères et les matériaux d'isolation. Les problèmes liés à une surexposition aux isocyanates résiduels ont entraîné une réduction des seuils de ces composés dans les nouveaux produits. Les méthodes d'analyse traditionnelles pour mesurer les concentrations d'isocyanates résiduels en effectuant des prélèvements et des analyses hors ligne présentent des difficultés. La surveillance in situ avec technologie analytique de procédé résout ces difficultés et garantit aux fabricants et aux formulateurs le respect des critères de qualité, des normes de sécurité du personnel et des réglementations environnementales.

Mesurer les réactions de polymérisation

Mesurer et comprendre les réactions de polymérisation, les mécanismes, la cinétique, les rapports de réactivité et les énergies d'activation incitent les chercheurs à employer la spectroscopie infrarouge in situ comme technique de routine pour obtenir des données expérimentales complètes et progresser plus rapidement dans leurs recherches.

Profilage des impuretés des réactions chimiques

Il est important de connaître la cinétique et le mécanisme de formation des impuretés pour déterminer le point final de la réaction dans le cadre d'études de développement chimiques et de procédé. Ces études nécessitent des échantillons de réactions exacts, reproductibles et représentatifs.

Études de la cinétique des réactions chimiques

Les études de la cinétique des réactions chimiques in situ permettent de mieux comprendre le mécanisme et le déroulement des réactions en décrivant la dépendance entre les concentrations des composants de réaction en temps réel. Les données obtenues tout au long d'une réaction permettent de calculer des lois gouvernant le taux de réaction grâce à un nombre réduit d'expériences, en raison de la nature exhaustive des données.L'analyse cinétique de la progression de la réaction (RPKA) utilise des données in situ dans des concentrations synthétiquement pertinentes et capture des données tout au long de l'expérience pour veiller à ce que le comportement de réaction complet puisse être décrit avec exactitude.

Chimie en flux, notions et avantages - suivi des données en temps réel

La chimie en flux continu permet de réaliser des étapes exothermiques qui sont impossibles avec les réacteurs standards. De plus, les améliorations apportées à la conception des réacteurs à flux continu multiplient les possibilités de réaction, qui sont limitées dans les réacteurs classiques. Cela permet généralement d'améliorer la qualité des produits et d'optimiser le rendement.  Associée à la technologie analytique de procédé (PAT), la chimie en flux permet d'analyser, d'optimiser et d'extrapoler rapidement une réaction chimique.

Contrôle de procédé pour les réactions exothermiques

Les réactions chimiques exothermiques présentent des risques inhérents, particulièrement au cours de l'extrapolation. Ces risques incluent les problèmes de sécurité comme une pression excessive, une décharge de contenu, les explosions, une dégradation du rendement de produit ou de sa pureté due à une hausse rapide de la température.  Par exemple, un contrôle inadéquat des réactions de Grignard pose des problèmes de sécurité associés à l'accumulation de l'halogénure organique qui, s'il n'est pas détecté, peut avoir des conséquences graves et entraîner un emballement réactionnel.

Réactions d'hydrogénation

L'étude des réactions d'hydrogénation implique de prendre des décisions avisées afin d'optimiser le procédé en laboratoire et de garantir sa répétabilité lors de son extrapolation. Des mesures continues de la réaction en temps réel permettent d'améliorer la compréhension fondamentale du procédé. Ces mesures permettent ainsi de prendre des décisions plus rapidement afin de réduire le nombre d'expériences et le délai d'extrapolation du procédé ; d'améliorer la sélectivité/le rendement grâce aux informations quasi instantanées sur la direction de la réaction ; de réduire la durée du cycle et d'améliorer le rendement en déterminant le point final idéal en arrêtant la réaction à un moment précis et en évitant le risque de formation de produits dérivés.

Chimie hautement réactive

La chimie hautement réactive est un terme se rapportant aux réactions chimiques particulièrement difficiles à générer et à gérer en raison des risques potentiels et/ou à la nature énergétique des réactifs, des intermédiaires et des produits de la synthèse. Ces composés chimiques impliquent souvent de fortes réactions exothermiques nécessitant un équipement spécialisé ou des conditions extrêmes de manipulation (comme des températures basses) pour assurer un contrôle adéquat. Assurer la sécurité des opérations, réduire l'exposition humaine et recueillir un maximum d'informations à chaque expérience : tels sont les facteurs clés dans la conception et la mise à l'échelle de procédés efficaces de chimie hautement réactive.

High Pressure Reactions

Many processes require reactions to be run under high pressure. Working under pressure is challenging and collecting samples for offline analysis is difficult and time consuming. A change in pressure could affect reaction rate, conversion and mechanism as well as other process parameters plus sensitivity to oxygen, water, and associated safety issues are common problems.

Hydroformylation or Oxo Synthesis/Process

Hydroformylation, or oxo synthesis/process, is important for the production of olefins to aldehydes and aldehydes from alkenes. Hydroformylation reactions are performed at high pressure and can be challenging to sample due to the extreme reaction conditions, as well as the toxic, flammable, and reactive raw materials and reagents.

Réactions catalytiques

Les catalyseurs sont une méthode alternative permettant d'augmenter la vitesse et l'ampleur d'une réaction. Une parfaite compréhension de la cinétique de réaction est donc essentielle. Vous obtenez ainsi des informations sur la vitesse de réaction, mais aussi sur le mécanisme de cette dernière. Il existe deux types de réaction catalytique : réaction homogène et hétérogène. La réaction est dite hétérogène lorsque le catalyseur et le réactif sont présents dans deux phases différentes. La réaction est dite homogène lorsque le catalyseur et le réactif sont présents dans la même phase.

réactions de synthèse

Les réactions de synthèse, qui constituent l'une des quatre principales catégories de réactions chimiques, comptent des exemples importants en synthèse organique, en chimie catalytique, en chimie inorganique/organométallique et en chimie de polymérisation. Dans le cas le plus simple, une réaction de synthèse se produit lorsque deux molécules se combinent pour en former une troisième, plus complexe. Mais souvent, les réactions de synthèse ne sont pas aussi simples et requièrent une compréhension approfondie de la cinétique et des mécanismes chimiques sous-jacents, ainsi que des conditions de réaction contrôlées avec précision.

Plans d'expérimentation

Un plan d'expérimentation implique de réaliser des expériences dans des conditions contrôlées et reproductibles en vue d'optimiser les procédés chimiques. Les réacteurs de synthèse chimique sont conçus pour effectuer des analyses dans le cadre du plan d'expérimentation afin de garantir la qualité des données.

Reaction mechanisms describe the successive steps at the molecular level that take place in a chemical reaction. Reaction mechanisms cannot be proven, but rather postulated based on empirical experimentation and deduction. In situ FTIR spectroscopy provides information to support reaction mechanisms hypotheses.

Organometallic Synthesis

Organometallic Synthesis refers to the process of creating organometallic compounds, and is among the most actively researched areas in chemistry. Organometallic compounds are frequently used in fine chemical syntheses and to catalyze reactions. In situ Infrared and Raman spectroscopy are among the most powerful analytical methods for the study of organometallic compounds and syntheses.

Publications

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