反応速度論解析 - メトラー・トレド
 
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反応速度論解析

化学反応の速度論解析と反応速度のインライン測定

速度論、反応機構、反応経路
C-H結合の活性化における速度論解析
ReactIRとiC Kineticsソフトウェア

アプリケーション

反応速度論解析に関するアプリケーション

有機合成
触媒反応、水添反応、ポリマー重合、およびその他の合成操作の最適化とスクリーニング

有機合成に携わっている研究者は日々、革新的な化学反応やプロセスの研究開発を行っています。

晶析操作と装置
結晶化や晶析プロセスを解析、より高度なプロセス設計を実現

純度、収率、形状、粒度の仕様に適合した生成物を製造するための晶析と沈殿のスケールアップと最適化は、プロセス開発の中でも最も大きな課題の1つです。

マストランスファーと反応速度
有機合成が行われているリアクタ内での撹拌と、撹拌が反応速度論およびスケールアップに与える影響

撹拌は、内容物の偏りや不均一相の不均一性を軽減または除去するプロセスです。プロセスのスケールアップと最適化では、撹拌が反応速度に与える影響を定量化する必要があります。複数の実験を自動合成機で平行して実行することにより、マストランスファーの相関関係を確認し、気/液界面領域とリアクタ容積をすばやく最適化する方法を得ることができます。これにより、プロセスのスケールアップやスケールダウンに必要な希望の条件を実現できます。

ヒートトランスファーとプロセスのスケールアップ
撹拌容器内の熱伝達がプロセスのスケールアップに与える影響

研究室から製造への化学プロセスのスケールアップは、正確な伝熱係数がわかっている場合にのみ有効な結果が得られます。ジャケットとリアクタの(決められた熱量を与えた際に発生する温度差)温度測定によって伝熱係数を正確に計算することができます。これを使用してヒートトランスファーをモデル化し、大規模なリアクタについて重要な予測を行います。反応熱量測定は、製造プラントの帯域幅を最大化するためにヒートトランスファーと伝熱係数に影響を与えるパラメータを確認するうえで不可欠です。 

安全な化学プロセスの設計
プラントでの化学プロセスの制御不能を防ぐ

化学プロセスの安全性評価は、化学薬品や医薬品の大規模製造中に発生する事故を未然に防ぐことに重点を置いています。 これは、化学反応の最中や暴走反応により、危険を引き起こす可能性のある材料やエネルギーが意図せずに環境に放出されることを指しています。

化学プロセス開発とスケールアップ
堅牢性が高く持続可能な化学プロセスを設計し、パイロットプラントおよび実生産へのスケールアップを迅速化

堅牢性が高く持続可能な化学プロセスを設計し、パイロットプラントおよび実生産へのスケールアップを迅速化

連続フロー合成
安全性の向上、サイクルタイムの短縮、品質と収率の向上

連続フロー反応により、バッチリアクタでは困難であった発熱合成が可能となりました。フローリアクタ設計の新規開発により、バッチリアクタでは制限のあった混合物の合成も実行できるようになりました。多くの場合、これにより製品の品質と収率を向上することができます。 プロセス分析技術(PAT)と組み合わせると、フローケミストリーによって、化学反応の迅速な分析、最適化、スケールアップが可能になります。

有機合成

有機合成に携わっている研究者は日々、革新的な化学反応やプロセスの研究開発を行っています。

晶析操作と装置

純度、収率、形状、粒度の仕様に適合した生成物を製造するための晶析と沈殿のスケールアップと最適化は、プロセス開発の中でも最も大きな課題の1つです。

マストランスファーと反応速度

撹拌は、内容物の偏りや不均一相の不均一性を軽減または除去するプロセスです。プロセスのスケールアップと最適化では、撹拌が反応速度に与える影響を定量化する必要があります。複数の実験を自動合成機で平行して実行することにより、マストランスファーの相関関係を確認し、気/液界面領域とリアクタ容積をすばやく最適化する方法を得ることができます。これにより、プロセスのスケールアップやスケールダウンに必要な希望の条件を実現できます。

ヒートトランスファーとプロセスのスケールアップ

研究室から製造への化学プロセスのスケールアップは、正確な伝熱係数がわかっている場合にのみ有効な結果が得られます。ジャケットとリアクタの(決められた熱量を与えた際に発生する温度差)温度測定によって伝熱係数を正確に計算することができます。これを使用してヒートトランスファーをモデル化し、大規模なリアクタについて重要な予測を行います。反応熱量測定は、製造プラントの帯域幅を最大化するためにヒートトランスファーと伝熱係数に影響を与えるパラメータを確認するうえで不可欠です。 

安全な化学プロセスの設計

化学プロセスの安全性評価は、化学薬品や医薬品の大規模製造中に発生する事故を未然に防ぐことに重点を置いています。 これは、化学反応の最中や暴走反応により、危険を引き起こす可能性のある材料やエネルギーが意図せずに環境に放出されることを指しています。

化学プロセス開発とスケールアップ

堅牢性が高く持続可能な化学プロセスを設計し、パイロットプラントおよび実生産へのスケールアップを迅速化

連続フロー合成

連続フロー反応により、バッチリアクタでは困難であった発熱合成が可能となりました。フローリアクタ設計の新規開発により、バッチリアクタでは制限のあった混合物の合成も実行できるようになりました。多くの場合、これにより製品の品質と収率を向上することができます。 プロセス分析技術(PAT)と組み合わせると、フローケミストリーによって、化学反応の迅速な分析、最適化、スケールアップが可能になります。

関連文書

反応速度論解析の関連文書

ホワイトペーパー

発熱を伴うグリニャール反応、およびスケールアップを制御するための4つのステップ(日本語版)
発熱反応は、特にスケールアップ時にリスクを伴います。 化学/製薬業界のトップ企業が報告した研究内容から、次の4つの主要なステップによって、ベンチスケールから実機製造まで、発熱を伴うグリニャール反応を安全にスケールアップできることがわかりました。
In situ モニタリングが撮る化学反応の「分子の動画」(日本語版)
迅速かつ低コストで化学製品を生み出さなければならない研究者にとって「手間をかけずにいかに行うか」は普遍のテーマです。メトラー・トレドの新しい無料のホワイトペーパーでは、最適化するための反応条件をより短い時間で取得する方法について紹介しています。
有機化学の進歩(日本語版)
反応分析分野での実験品質は、反応の開始点と終点を正確に判断できる能力に大きく依存しています。このトピックについてこれまで、多数の研究が行われ、革新的な方法が開発されています。金属触媒変換では、ReactIR™のリアルタイム反応分析がこの重要な問題を解決するのに役立ちます。
丸底フラスコを用いない有機合成手法(日本語版)
ホワイトペーパー – 丸底フラスコを用いない有機合成手法 – では丸底フラスコから次世代の実験器具を取り入れた化学者の方々の新しい実験手法についてご紹介しています。
連続ヒドロホルミル化/水素化反応のリアルタイムのモニタリング(英語版)
リアルタイムin situ FTIRを用いた反応モニタリングによって、触媒の活性や失活挙動をより深く理解することができます。東京大学の研究チームは、このノウハウをヒドロホルミル化反応と水素化反応の新しい連続反応に適用しました。
水素化ホウ素ナトリウムによる還元反応の安全操業を目的としたプラントタイプ<br> in situ FTIR(日本語版)
Roche 社 Ireland 事業所の John O'Reilly は、水素化ホウ素ナトリウムによる還元反応の安全な操業のため、プラントタイプの in situ FTIR を使用した持続可能な Process Analytical Technology(PAT)システムに関して検討を行いました。

オンデマンドウェビナー

Reaction Progression Kinetics Analysis(RPKA)
Donna Blackmond教授がReaction Progress Kinetic Analysis(RPKA)を用いた有機合成の反応速度解析をご紹介します。
Reaction Kinetics Progress Analysis Ryan Baxter
このウェビナーでは C-H 結合の活性化における、特異な反応速度論を合理的に説明するためのグラフィカルな解析アプローチについて説明します。Reaction Progress Kinetic Analysis(RPKA)法を取り上げます。
ウェビナー:連続プロセスの開発を実現する豊富なデータ取得が可能な実験手法(Nalas社)
反応熱量測定とプロセス分析技術(PAT)を使用して、高速の発熱酸化ステップを伴う酸化的ニトロ化反応を調査します。
Impact of FTIR Studies on the Understanding of Asymmetric Rhodium Catalyzed Carbenoid Reactions
The use of Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy to understand the effect of catalyst, substrate, and carbenoid precursor on the rate and eff...
In Situ FTIR 分光法による重合プロセスのリアルタイムモニタリング
このプレゼンテーションは重合体研究および、リアルタイムの in situ フーリエ変換赤外 (FTIR) 分光の値が重合の理解にどれほど役に立つかについて説明します。
ウェビナー:プロセス開発のスピードアップ(Nalas社)
このウェビナーでは、Nalas社がどのように連続フローケミストリーによるプロセス開発をプロセス分析技術(PAT)によって効率化することができたのかについて解説しています。

引用

ReactIR Citation List
Continuous measurements from infrared spectroscopy are widely used for obtaining reaction profiles, which are used to calculate reaction rates. This...

関連製品

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