 |
De toepassing van procesanalytische technologie (PAT) methoden is van steeds groter belang op alle gebieden van de academische en industriële synthetische chemie. Realtime reactieanalyse is een belangrijk element in een algemene PAT-strategie, die geavanceerde analyses, modellering en digitalisering omvat. Een PAT-strategie is gericht op het verwerven en omzetten van gegevens in bruikbare informatie die het begrip van reacties en proceskennis versnelt om de opbrengst, kwaliteit en duurzaamheid van chemische syntheses te maximaliseren.
Afhankelijk van de specifieke chemie kan worden gekozen voor spectroscopische methoden, waaronder FTIR, Raman, UV/Vis, NIR, NMR en MS, om real-time analyse mogelijk te maken. State-of-the-art chromatografische methoden, zoals UPLC, zijn ook beschikbaar voor online reactieanalyse. Deze technologieën bieden uitgebreide en orthogonale gegevensstromen die kunnen worden geanalyseerd met geavanceerde analyse- en modelleringstools. Vaak worden meerdere real-time analysetechnieken in combinatie gebruikt om gegevens te leveren die een reactie of proces volledig karakteriseren.
Download de "Real-Time Reaction Analysis Guide" om meer te weten te komen over de belangrijkste methoden om een dieper begrip van reacties en proceskennis te ontwikkelen voor trending gebieden van synthetische chemie.
Er zijn verschillende actuele trends en thema's in de synthetische chemie geëvolueerd waarbij PAT en reactieanalyse belangrijk zijn:
- Quality by Design (QbD) Strategie: Als een actieve trend in de farmaceutische en chemische productie, vereist QbD de implementatie van real-time reactieanalysetechnologie.
- Data-Rich Experimentation (DRE): DRE biedt procesefficiëntie en duurzaamheid door gebruik te maken van PAT en geavanceerde, dynamische modellering om informatie te verkrijgen om de optimalisatie en opschaling van reacties veel sneller en met minder experimenten mogelijk te maken.
- Continue verwerking: De farmaceutische chemie evolueert snel naar het gebruik van continue stroommethoden, die goed worden bediend door reactieanalysetechnologie om ononderbroken, continue metingen te bieden.
- Duurzame chemie via katalyse: Organokatalyse, organometaalkatalyse en biokatalyse behoren tot de meest actieve ontwikkelingsgebieden bij het ontwerpen van efficiënte, duurzame syntheses en processen. PAT-reactieanalyse is zeer waardevol gebleken bij het begrijpen van kinetiek, mechanismen, katalytische cycli en het effect van reactieparameters in op katalysatoren gebaseerde chemie.
- Deeltjestechniek: Real-time analyse is van onschatbare waarde gebleken bij het begrijpen van de complexiteit van kristallisatieprocessen, het verstrekken van gegevens over deeltjesgrootte, grootteverdeling en morfologie. PAT volgt de impact van procesparameters zoals temperatuur, menging, toevoegingssnelheid, concentratie van opgeloste stoffen en zaaiprotocol, waardoor de ontwikkeling en opschaling van robuuste kristallisatie wordt gegarandeerd.
- Biologische processen: Real-time analyse van samenstellingsreacties kan optimalisatie en actieve controle bieden door de concentratie van voedingsstoffen, metabolieten, biomassa, producten en bijproducten te meten als functie van de tijd in biologische reacties.
- Duurzame processen: Deze processen optimaliseren de opbrengst, zuiverheid en atoomefficiëntie en verminderen tegelijkertijd het gebruik van gevaarlijke materialen en de energiebehoefte. Om dit te bereiken, is een grondige kennis van de reacties en de proceskennis van PAT vereist.
- Polymeersynthese: In-situ analytische methoden volgen de omzetting van monomeren in de vorming van polymeren om de reactiekinetiek te bepalen en om het effect van variabelen op de belangrijkste polymeereigenschappen te beheersen. Real-time analyse bewaakt continu polymeersmelten, extrusies en films om de productkwaliteit te garanderen.
