 |
Aplikácia metód PAT (procesná analytická technológia – Process Analytical Technology) má stále väčší význam vo všetkých oblastiach akademickej a priemyselnej syntetickej chémie. Analýza reakcií v reálnom čase je hlavným prvkom celkovej stratégie PAT, ktorá zahŕňa pokročilú analýzu, modelovanie a digitalizáciu. Celkovým cieľom stratégie PAT je získať údaje a transformovať ich do užitočných informácií, ktoré urýchľujú pochopenie reakcie a procesné znalosti s cieľom maximalizovať výnos, kvalitu a udržateľnosť chemických syntéz.
V závislosti od konkrétnej chémie možno na umožnenie analýzy v reálnom čase zvoliť spektroskopické metódy vrátane FTIR, Raman, UV/Vis, NIR, NMR a MS. Na online reakčnú analýzu sú k dispozícii aj najmodernejšie chromatografické metódy, ako napríklad UPLC. Tieto technológie poskytujú rozsiahle dátové toky, ktoré možno analyzovať pomocou pokročilých analytických a modelovacích nástrojov. Často sa používajú viaceré techniky analýzy v reálnom čase v kombinácii s údajmi, ktoré plne charakterizujú reakciu alebo proces.
Získajte „Príručku o analýze reakcií v reálnom čase“, v ktorej sa dozviete o kľúčových metódach rozvoja hlbšieho porozumenia reakcií a poznatkov o procesoch v trendových oblastiach syntetickej chémie.
V syntetickej chémii existuje celý rad súčasných trendov a tém, ktoré sa vyvinuli, a v ktorých sú dôležité PAT a reakčná analýza:
- Stratégia kvality ako súčasti koncepcie (QbD). Ako aktívny trend vo farmaceutickej a chemickej výrobe si QbD vyžaduje vývoj technológie analýzy reakcií v reálnom čase.
- Bohaté údaje z experimentov (DRE). DRE poskytuje efektívnosť a udržateľnosť procesov využitím PAT a pokročilého, dynamického modelovania na získanie informácií, ktoré umožňujú optimalizáciu a rozšírenie reakcií oveľa rýchlejšie a s menším počtom experimentov.
- Nepretržité spracovanie. Farmaceutická chémia sa rýchlo vyvíja smerom k používaniu metód kontinuálneho toku, ktoré sú dobre využívané technológiou analýzy reakcií na zabezpečenie nepretržitých kontinuálnych meraní.
- Udržateľná chémia pomocou katalýzy. Organokatalýza, organokovová katalýza a biokatalýza patria pri navrhovaní efektívnych, udržateľných syntéz a procesov k najaktívnejším oblastiam rozvoja. Analýza reakcií PAT sa ukázala ako veľmi cenná pri chápaní kinetiky, mechanizmov, katalytických cyklov a účinku reakčných parametrov v chémii založenej na katalyzátoroch.
- Časticové inžinierstvo. Analýza v reálnom čase sa ukázala ako neoceniteľná pri pochopení zložitosti kryštalizačných procesov, poskytovaní údajov o veľkosti častíc, distribúcii veľkosti a morfológii. PAT sleduje vplyv procesných parametrov, ako je teplota, miešanie, prídavná rýchlosť, koncentrácia rozpustených látok a očkovací protokol, čím sa zabezpečuje vývoj a rozširovanie robustných kryštalizácií.
- Biologické procesy. Analýza kompozičných reakcií v reálnom čase môže poskytnúť optimalizáciu a aktívnu kontrolu meraním koncentrácie živín, metabolitov, biomasy, produktov a vedľajších produktov ako funkcie času v biologických reakciách.
- Udržateľné procesy. Tieto procesy optimalizujú výnos, čistotu a atómovú účinnosť a zároveň znižujú používanie nebezpečných materiálov a energetické nároky. Na dosiahnutie tohto cieľa je potrebné dôkladné pochopenie reakcie a znalosti procesu, ktoré poskytuje PAT.
- Syntéza polymérov. Analytické metódy in situ sledujú konverziu monoméru na tvorbu polymérov na stanovenie kinetiky reakcie a na kontrolu vplyvu premenných na kľúčové atribúty polymérov. Analýza v reálnom čase sa používa na nepretržité monitorovanie tavenia polymérov, extrudovania a fólií, aby sa zabezpečila kvalita výrobku.
