 |
По результатам работ Брайана Вандерпласа (Brian Vanderplas) и Дэвида Плэйса (David Place), компания Pfizer |
Изучение кинетики и механизма образования побочных продуктов для определения конечной точки процесса, увеличения выхода и снижения концентрации побочных продуктов.
Реакция активации связи C-H чувствительна к присутствию воздуха, поэтому отбор проб из реакционной смеси затруднен. При содержании кислорода на уровне 0,5 % (5000 ppm) в свободном пространстве реактора время протекания реакции увеличивается на 50 %. Сохраняющие активность пробы изменяются, если до закалки находятся в контакте с воздухом, а это влияет и на данные, получаемые при их анализе. Целью этого эксперимента было изучение кинетики процесса и механизма образования побочных продуктов, а также обоснованное определение конечной точки для реакции активации связи C-H. Система автоматического отбора проб EasySampler использовалась для получения репрезентативных проб in situ без доступа воздуха как в свободное пространство реактора, так и к активным пробам до их закалки. Кроме того, система EasySampler позволила выполнять отбор проб без участия оператора в круглосуточном режиме, чтобы определить время и механизм образования побочных продуктов.
Реакцию активации связи C-H проводили на палладиевом катализаторе в присутствии ацетата калия в реакционной ячейке RC1. За сутки система EasySampler отбирала 12 проб для анализа методом СВЭЖХ.
В результате одного эксперимента, длившегося более 24 часов, был получен полный профиль реакции. Информация о конверсии в основном процессе и об изменении содержания побочных продуктов позволила изучить взаимосвязь между процессами образования побочных продуктов и узнать о важности строгого соблюдения времени цикла. Как видно из профиля реакции, концентрация побочного продукта (Des-CN) резко возрастает приблизительно через 7–8 часов после начала процесса, по достижении максимальной степени конверсии. Этот продукт трудно удаляется на последующих стадиях, поэтому такой ситуации следует избегать.
На основе анализа профилей реакции, полученных с помощью системы автоматического отбора проб EasySampler, исследователи смогли быстро изменить условия регулирования, связав их со степенью конверсии в основном процессе и концентрацией побочного продукта. Своевременное и быстрое охлаждение реакционной смеси до 20 °C позволило сохранить высокое качество основного продукта, подавив образование побочного продукта (Des-CN).
Систему EasySampler можно применять и в других случаях, когда отбор проб затруднен. Примерами таких реакций являются:
- реакции, чувствительные к присутствию влаги;
- реакции при повышенном давлении;
- реакции при температуре ниже температуры окружающей среды;
- гетерогенные реакции;
- многофазные реакции;
- реакции с участием токсичных компонентов.