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"EasySampler로 인해 수소화 실험의 샘플링이 매우 용이해졌으며 긴 반응 시간 동안 모니터링을 할 수 있었습니다." Novartis의 Sonja Kamptmann |
원치 않는 부산물에 대한 형성 메커니즘 관련 연구를 지원함으로써 5bar 압력에서 수소화 반응에 대한 자동화된 샘플링을 통해 산물 품질이 개선되었습니다.
수소화 반응은 높은 농도의 원치 않는 부산물 및 불순물을 초래하는 과잉 수소화를 제거하기 위해 지속적인 모니터링을 필요로 합니다. Novartis에서 이러한 수소화 반응은 치명적인 부산물 형성 메커니즘을 이해해야 했습니다. 연구에는 형성을 촉진하는 반응 단계 및 파라미터의 확인 과정이 포함되었습니다. 목표는 중요한 부산물의 질량 백분율이 0.12 이하인 고품질 산물 생산을 위한 공정을 개발하는 것이었습니다.
기존의 샘플링 기법을 사용하는 샘플링 수소화 반응은 시간 소모적인 다단계 공정으로 오류가 발생하기 쉬우며 재현성 있는 공정 수행이 어렵습니다. 반응은 일반적으로 여러 시간이 소요되며 수동 샘플링은 8에서 16시간 동안 데이터 누락을 발생합니다. 또한 수동 샘플링 공정은 반응 진행을 방해하여 반응 역학에 영향을 끼칩니다. 이러한 문제점들은 우수한 공정 결정에 필요한 정보를 획득하기 위해서는 수많은 반복 실험이 필요합니다.
EasySampler의 자동화된 샘플링 기능은 이러한 샘플링의 어려움을 극복합니다. 예상 반응 종말점 전후 10분 간격으로 2단계 수소화 반응을 샘플링하도록 순서를 프로그래밍하였습니다. 이후 모든 샘플은 HPLC를 통해 분석되었습니다.
표시된 반응 프로필은 시작 물질이 고갈된 후 즉시 주요한 desalkoxy-3 부산물 형성이 시작됨을 보여줍니다. 10시간 19분에 증가한 부산물은 수소 포함 반응에 의해 해당 부산물 형성이 시작됨을 확인해 줍니다. desalkoxy-3 형성을 억제하기 위해 반응기에 질소를 가압했습니다. EasySampler의 자동화된 샘플링 기능을 사용한 해당 결과 및 추가 실험을 토대로 Novartis에서는 해당 반응에 대한 수소 흡수를 기초로 한 반응에 대해 중단 조건을 정의할 수 있었습니다. 올바른 순간에 수소화를 종결하는 데 이런 중단 조건이 성공적으로 사용되었으며 해당 반응이 완료되는 곳에서 낮은 수치의 허용 가능한 양의 부산물만이 형성되었습니다.
Novartis는 EasySampler가 포함된 자동화된 무인 샘플링을 도입함으로써 처음으로 이런 수소화 반응의 대표 샘플을 추출할 수 있었습니다. 고품질 샘플을 통해 양질의 데이터를 생성하고 반응 이해도 개선을 위해 정확한 반응 정보를 제공하여 산물 수율 및 품질을 극대화하는 공정을 개발하게 되었습니다.