Études de plans d'expérimentations efficaces | METTLER TOLEDO
Livre Blanc

Études de plans d'expérimentations efficaces

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Plans d'expérimentations pour un développement chimique innovant dans le laboratoire

Livre blanc gratuit sur les études de plans d'expérimentations efficaces
Livre blanc gratuit sur les études de plans d'expérimentations efficaces

La découverte et le développement rapides et efficaces de nouvelles entités chimiques constituent un défi continuel.  Les ingénieurs et chimistes organiciens appliquent diverses méthodes et techniques pour améliorer les voies de synthèse afin de gagner en efficacité et de minimiser la consommation des précieux matériaux de départ.  Les avancées qu'ont connues les méthodes et outils de synthèse ont permis d'obtenir certaines évolutions.

Les laboratoires de chimie organique de synthèse sont toujours confrontés à des obstacles ou des contraintes, pour lesquels ils doivent trouver des solutions.  Comme une réaction chimique est influencée par de nombreux paramètres, il est difficile de trouver rapidement et efficacement les paramètres optimaux.  La chimie peut être modifiée par des paramètres comme la concentration, le débit d'addition, la température, le solvant, le catalyseur et le pH.  Il est fréquent que des paramètres aient une influence entre eux. Les réactions peuvent également évoluer en fonction du type ou de la vitesse de l'agitateur, ce qui modifie le transfert de masse et influence ensuite le résultat de l'expérience.

Au lieu d'opter pour une approche basée sur les essais et les erreurs, où chaque paramètre est examiné individuellement et où les interactions entre les paramètres sont difficilement identifiables, les scientifiques peuvent appliquer la méthodologie des plans d'expérimentations dans leur laboratoire de chimie organique de synthèse.   Ce livre blanc décrit l'approche des plans d'expérimentations et la manière de les utiliser pour identifier la relation entre les paramètres, en définissant des réglages optimaux pour lesquels la variable de réponse (comme le rendement, la sélectivité, le niveau d'impureté) atteint la valeur idéale.

Deux études de cas sont présentées :

  • Des chercheurs de l'université des sciences appliquées de Zurich (ZHAW) ont étudié la polymérisation du styrène pour :
    • comprendre les performances et l'exactitude du contrôle de la température, prérequis pour des études de plans d'expérimentations fiables,
    • effectuer le suivi des progrès et de la répétabilité.
       
  • Des scientifiques de Lonza SA ont examiné une réaction de synthèse de peptides pour :
    • identifier l'impact des paramètres de réaction,
    • permettre de mieux comprendre les causes et effets de la variabilité du procédé,
    • raccourcir les cycles de développement chimique,
    • soutenir l'approche de la qualité par la conception (QbD).

 

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