ปฏิกิริยาการสังเคราะห์

ปฏิกิริยาการสังเคราะห์หรือที่เรียกว่าการรวมกันโดยตรงหรือปฏิกิริยาแบบผสมผสานเป็นกระบวนการทางเคมีที่องค์ประกอบหรือสารประกอบง่าย ๆ อย่างน้อยสองอย่างรวมกันเพื่อรูปแบบผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งแทนด้วยสมการ: A + B → AB

ปฏิกิริยาการสังเคราะห์มีบทบาทสําคัญในการสร้างสารประกอบจากองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบและสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่จากสารที่มีขนาดเล็ก พวกเขาเป็นตรงข้ามของปฏิกิริยาการสลายตัวซึ่งสลายสารที่ซับซ้อนเป็นส่วนประกอบที่ง่ายขึ้น ปฏิกิริยาการสังเคราะห์เป็นหนึ่งในกลุ่มปฏิกิริยาเคมีที่สําคัญซึ่งรวมถึงการแทนที่ครั้งเดียวการแทนที่สองครั้งและปฏิกิริยาการเผาไหม้

ปฏิกิริยาการสังเคราะห์หลายปฏิกิริยามีความซับซ้อนกว่าปฏิกิริยาข้างต้นอย่างมาก กล่าวคือ A + B → AB ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยาการสังเคราะห์สารอินทรีย์อาจเกี่ยวข้องกับโมเลกุลที่แตกต่างกันมากกว่าสองชนิดและส่วนผสมของผลิตภัณฑ์สามารถเกิดขึ้นพร้อมกับวัสดุเริ่มต้นที่ไม่ตอบสนอง โมเลกุลขั้นกลางอาจรูปแบบซึ่งอาจนําไปสู่การก่อตัวของผลพลอยได้ นอกจากนี้ทั้งผลิตภัณฑ์และผลิตภัณฑ์พลอยได้ที่ต้องการอาจรูปแบบซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ทั้งขึ้นอยู่กับโมเลกุลของตัวทําปฏิกิริยาที่ชนกันสองตัว

ปฏิกิริยาการสังเคราะห์มีหลากหลายประเภท ตัวอย่างเช่น การเติมนิวคลีโอฟิลิกและปฏิกิริยาการทดแทนด้วยไฟฟ้าเป็นปฏิกิริยาประเภทกว้างที่ให้ตัวอย่างปฏิกิริยาการสังเคราะห์ที่ไม่สามารถคํานวณได้

เมื่อตัวทําปฏิกิริยาสองตัวขึ้นไปรวมกันเพื่อรูปแบบโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้นองค์ประกอบของส่วนผสมของปฏิกิริยาขั้นสุดท้ายจะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่เกิด ปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ที่ประสบความสําเร็จจะเพิ่มการสร้างโมเลกุลที่ต้องการและลดโมเลกุลผลิตภัณฑ์พลอยได้ให้เหลือน้อยที่สุด การทําความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับจลนศาสตร์กลไกและผลกระทบของตัวแปรของปฏิกิริยาเป็นกุญแจสําคัญในปฏิกิริยาการสังเคราะห์ที่ประสบความสําเร็จ

1. คุณภาพของตัวทําปฏิกิริยารีเอเจนต์และตัวเร่งปฏิกิริยา - คุณภาพและความบริสุทธิ์ของสารตั้งต้น และแหล่ง/ผู้ขายที่เสถียรของวัสดุเหล่านั้นเป็นกุญแจสําคัญที่ช่วยให้เกิดปฏิกิริยาและกระบวนการสังเคราะห์ที่สามารถทําซ้ําได้
   
   
2. สภาวะการเกิดปฏิกิริยา - เนื่องจากปฏิกิริยาการสังเคราะห์มีความไวต่อพารามิเตอร์ปฏิกิริยาเช่นอุณหภูมิความดันอัตราการกวนและอัตราการการปล่อยอย่างเที่ยงตรงและการควบคุมถูกต้องของตัวแปรเหล่านี้จึงมีความสําคัญอย่างยิ่งต่อผลลัพธ์ที่ประสบความสําเร็จ เครื่องปฏิกรณ์การสังเคราะห์ทางเคมี EasyMax มีระบบควบคุมพารามิเตอร์ถูกต้องและความเที่ยงตรงพารามิเตอร์การทําปฏิกิริยาอัตโนมัติ
   
   
3. อุปกรณ์ทําปฏิกิริยา - ในอุตสาหกรรมยาและเวชภัณฑ์ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ส่วนใหญ่ทํางานในโหมด Batch การกําหนดค่าทางกายภาพของเตาปฏิกรณ์ EasyMax มีการปรับปรุงมากกว่าขวดปริมาตรก้นกลมแบบดั้งเดิม เนื่องจากต้องพิจารณาถึงพื้นที่ผิวและการกวนอย่างมีประสิทธิภาพ กระบวนการไหลอย่างต่อเนื่องกําลังถูกใช้บ่อยขึ้นอย่างรวดเร็วและเทคโนโลยี ReactIR รองรับการวิเคราะห์การไหลอย่างต่อเนื่องและการสังเคราะห์แบบแบตช์แบบเรียลไทม์
   
   
4. จลนศาสตร์ของปฏิกิริยา - การทําความเข้าใจอัตราการเกิดปฏิกิริยาอย่างละเอียดถี่ถ้วนมีความสําคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันว่าผลผลิตจะได้รับผลดีที่สุดและลดผลิตภัณฑ์พลอยได้ให้น้อยที่สุด ReactIR ช่วยลดความซับซ้อนและเพิ่มความเร็วของการตรวจวัดของปัจจัยทางจลนศาสตร์ในปฏิกิริยาการสังเคราะห์ผ่านการทดลองที่มีข้อมูลหลากหลาย
   
   
5. การแยกผลิตภัณฑ์/ความบริสุทธิ์ - แม้ว่าเทคนิคการแยกเป็นหลักสําหรับการแยกผลิตภัณฑ์และความบริสุทธิ์ความเข้าใจของตัวแปรปฏิกิริยาเพื่อลดการมีสิ่งเจือปนที่อาจแยกออกจากผลิตภัณฑ์ได้ยากสิ่งสําคัญ คือการเพิ่มประสิทธิภาพตัวแปรปฏิกิริยา ReactIR ด้วยเครื่องช่วย EasyMax ในการลด สิ่งเจือปนซึ่งเป็นสิ่งสําคัญความเข้าใจอย่างถ่องแท้และการควบคุมการตกผลึกผ่านเทคโนโลยี ParticleTrack และ ParticleView เป็นสิ่งสําคัญในการรับรองความบริสุทธิ์และความสะดวกในการลดผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ
   
   
6. ปลอดภัย- สารเคมีที่สําคัญ ในเชิงพาณิชย์ต้องใช้โปรโตคอลจากห้องปฏิบัติการสู่โรงงานที่ให้ผลผลิตที่เหมาะสมโปรไฟล์สิ่งเจือปนที่ยอมรับได้และการปฏิบัติงานที่ปลอดภัย ReactIR ช่วยให้ปฏิกิริยาเครื่องชั่งเพิ่มขึ้นโดยอธิบายผลกระทบของตัวแปรของปฏิกิริยาที่มีต่อประสิทธิภาพการสังเคราะห์โดยรวม การวัดปริมาณความร้อนจากปฏิกิริยาช่วยให้มั่นใจได้ถึงปฏิกิริยาที่ปลอดภัยตั้งแต่การคัดกรองไปจนถึงการเครื่องชั่งจนถึงกระบวนการโดยการวัดความร้อนของปฏิกิริยา การวิเคราะห์แบบ In situ ของ ReactIR ช่วยลดโอกาสที่นักวิทยาศาสตร์และช่างเทคนิคจะสัมผัสกับสารเคมีที่เป็นพิษและปฏิกิริยาที่อาจเป็นอันตรายได้ โดยการขจัดการสุ่มตัวอย่างสุ่มเพื่อทําการวิเคราะห์แบบออฟไลน์ เมื่อจําเป็นต้องมีการวิเคราะห์แบบออฟไลน์ EasySampler จะจัดเตรียมการสุ่มตัวอย่างแบบอัตโนมัติในแหล่งกําเนิดและการเจือจางตัวอย่างสําหรับ HPLC ซึ่งช่วยขจัดความเสี่ยงของผู้ปฏิบัติงาน

เครื่องมือเหล่านี้ให้การสนับสนุนที่สําคัญสําหรับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ที่ดีขึ้น:

• เครื่องปฏิกรณ์สังเคราะห์ Chemical (EasyMax และ OptiMax)
  การควบคุมอย่างเที่ยงตรงและการรวบรวมข้อมูลของสภาวะการเกิดปฏิกิริยาโดยไม่ต้องมีผู้ควบคุม
  
• สเปกโตรมิเตอร์ FTIR และรามาน
  การติดตามและการทําโปรไฟล์ของสารประกอบของปฏิกิริยาที่สําคัญแบบเรียลไทม์โดยเป็นตัวบอกเวลาในการทําปฏิกิริยาเพื่อช่วยด้านจลนศาสตร์และการตรวจสอบทางกลไก
  
• การเก็บตัวอย่างแบบอินไลน์โดยอัตโนมัติ (EasySampler)
  การตัวแทน การสุ่มตัวอย่างปฏิกิริยาโดยไม่ต้องมีผู้ควบคุมเมื่อจําเป็นต้องมีการวิเคราะห์แบบออฟไลน์
  
• EasyViewer
  กล้องจุลทรรศน์และรูปทรงของอนุภาค/หยดของเหลวแบบ In situ เพื่อเพิ่มความบริสุทธิ์และผลผลิตระหว่างการทํางาน
• ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ที่มีประสิทธิภาพ (iC)
  ผสานรวมกระแสข้อมูลเพื่อความเข้าใจและการจัดการข้อมูลอย่างครอบคลุม

การสังเคราะห์ทางเคมี เตาปฏิกรณ์อัจฉริยะรวมกับการปล่อยอัตโนมัติและการสุ่มตัวอย่างอัตโนมัติเป็นวิธีที่ง่ายและปลอดภัยในการควบคุมพารามิเตอร์ปฏิกิริยาอย่างแม่นยําและรับข้อมูลปฏิกิริยาโดยไม่ต้องมีผู้ควบคุมและตลอดเวลา

• บันทึกขั้นตอนของสูตร เงื่อนไขการทดลอง และข้อมูลการวิเคราะห์โดยอัตโนมัติ ทําให้ง่ายต่อการทําการทดลองซ้ําและแบ่งปันสิ่งที่คุณค้นพบกับเพื่อนร่วมงาน
  
• ทําปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ -90°C ถึง 180°C โดยไม่ต้องใช้อ่างน้ําแข็งอ่างน้ํามันหรือชุดทําความร้อน
  
• กําหนดค่าการควบคุมพารามิเตอร์ (เช่น อุณหภูมิ การปล่อย การสุ่มตัวอย่าง และการกวน) แยกต่างหากสําหรับภาชนะแต่ละใบ
  
• สําหรับการวิเคราะห์หลายพารามิเตอร์ รวมถึง การศึกษาการออกแบบการทดลอง (DoE) อย่างเที่ยงตรงและการควบคุมที่สามารถทําซ้ําได้ช่วยให้ได้ผลลัพธ์ ถูกต้อง
  
• ปลอกเตาปฏิกรณ์แก้วแบบเปลี่ยนได้และท่อให้ความยืดหยุ่นในการสังเคราะห์ในปริมาตรตั้งแต่ 0.5 มล. ถึง 1000 มล.
  
  
  

รับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับจลนศาสตร์กลไกและวิถี ของ ปฏิกิริยาสนับสนุนเครื่องชั่งเคมีที่ปลอดภัยและเหมาะสมที่สุดสเปกโตรมิเตอร์ ReactIR และ ReactRaman ให้การตรวจสอบปฏิกิริยาเคมีแบบเรียลไทม์สําหรับการสังเคราะห์ แบบ Batch และการไหลอย่างต่อเนื่อง

• พัฒนาโปรไฟล์แนวโน้มแบบเรียลไทม์สําหรับสายพันธุ์ของปฏิกิริยาที่สําคัญ: ตัวทําปฏิกิริยาตัวกลางผลิตภัณฑ์และผลิตภัณฑ์พลอยได้
• รับข้อมูลที่หลากหลายสําหรับวิธีการวิเคราะห์จลนศาสตร์แบบดั้งเดิมหรือ การวิเคราะห์จลนศาสตร์ของปฏิกิริยา (RPKA)
  
• ตรวจสอบปฏิกิริยาที่ขจัดตัวอย่างสําหรับการวิเคราะห์แบบออฟไลน์เป็นเรื่องยากเป็นไปไม่ได้หรือไม่พึงประสงค์ - อุณหภูมิต่ําอุณหภูมิ / ความดันสูงสารทําปฏิกิริยาที่เป็นพิษปฏิกิริยาที่มีพลังสูงไวต่ออากาศ / ความชื้นสารมัธยันตร์ชั่วคราว
  
• ตรวจสอบขั้นตอนหลักของปฏิกิริยาหรือกระบวนการเช่นการเริ่มต้นปฏิกิริยาระยะเวลาการเหนี่ยวนําการสะสมการแปลงและจุดสิ้นสุด ตรวจจับการหยุดปฏิกิริยาหรือเหตุการณ์ผิดปกติ
• ระบุผลกระทบของตัวแปรที่มีต่อปฏิกิริยาได้อย่างรวดเร็ว
• ตรวจสอบปฏิกิริยาเคมีที่หลากหลายที่สุดด้วย ReactIR และ ReactRaman เลือกเทคนิคที่ดีที่สุดเพื่อให้ตรงกับสารเคมีและตัวแปรของ ปฏิกิริยาที่เฉพาะเจาะจง
• เพิ่มความเข้าใจในกระบวนการตกผลึกของสารละลายด้วย ReactRaman สําหรับการตรวจสอบรูปแบบผลึกและภาวะพหุสัณฐานและ ReactIR สําหรับการตรวจสอบผลกระทบของ ตัวทําละลายและความอิ่มตัวยิ่งยวด

ดู eDemo แบบสดจากที่ทํางานหรือโฮมออฟฟิศของคุณตามกําหนดเวลา

EasySampler เป็น เทคโนโลยีอัตโนมัติที่ไม่ต้องมีผู้ควบคุมซึ่งให้ตัวแทนและตัวอย่างที่สามารถทําซ้ําได้ เทคโนโลยีที่ใช้หัววัดมีกระเป๋าขนาดเล็กซึ่งใช้เวลาที่กําหนดหยุดปฏิกิริยาในแหล่งกําเนิดและเจือจางสําหรับตัวอย่าง ออฟไลน์พร้อมวิเคราะห์

EasySampler ช่วยสนับสนุนการทําความเข้าใจปฏิกิริยาโดยจัดเตรียมตัวอย่างตามต้องการ การสุ่มตัวอย่างจะดําเนินการภายใต้สภาวะ การเกิดปฏิกิริยาทําให้มันตัวแทนอย่างแท้จริง เมื่อรวบรวมและประทับเวลาแล้วสามารถวิเคราะห์ได้ผ่านวิธีการวิเคราะห์แบบออฟไลน์และ ผลลัพธ์ที่รวมอยู่ในกระแสข้อมูล ประโยชน์เพิ่มเติมคือ คุณภาพข้อมูลที่เพิ่มขึ้นด้วยการรวบรวมข้อมูลอัตโนมัติและราบรื่น  ถูกต้องและความเที่ยงตรงที่เพิ่มขึ้นของ การสุ่มตัวอย่างอัตโนมัติ ทําให้มีคุณภาพสูงกว่าการสุ่มตัวอย่าง แบบแมนนวล

Reaction ห้องปฏิบัติการ ใช้ข้อมูล เทคโนโลยีการวิเคราะห์กระบวนการ (PAT) เพื่อสร้างแบบจําลองผลกระทบของตัวแปรต่างๆ ได้อย่างถูกต้องพร้อมกัน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงสภาพการทํางานที่ดีที่สุดสําหรับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ การตอบสนองของปฏิกิริยาต่อผลกระทบของพารามิเตอร์และเงื่อนไขเฉพาะที่แตกต่างกันจะถูกกําหนดและพื้นผิวตอบสนองที่สร้างขึ้นให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับผลผลิต / สิ่งเจือปนการแลกเปลี่ยน

นอกจากนี้ ข้อมูลจาก PAT และ Reaction ห้องปฏิบัติการ ยังช่วยให้เข้าใจและการสนับสนุนมากขึ้นสําหรับกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่เสนอและช่วยให้กระบวนการได้รับการออกแบบอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นตามข้อมูลเชิงลึก นี้

Calow, A. D. J., Carbó, J. J., Cid, J., Fernández, E., &hiting, A. (2014). เข้าใจ α,β-การสร้างอิมพีนไม่อิ่มตัวจากการเพิ่มเอมีนเพื่อ α, β-ไม่อิ่มตัว Aldehydes และ Ketones: วิเคราะห์และสอบสวนทางทฤษฎี. วารสารเคมีอินทรีย์, 79(11), 5163–5172. 

ในการทํางานก่อนหน้านี้นักวิจัยได้รายงานวิธีการเร่งปฏิกิริยาเพื่อสังเคราะห์ γ อะมิโนแอลกอฮอล์ผ่านทางไอมีน α ในแหล่งกําเนิด β ไม่อิ่มตัว พวกเขาระบุว่ามีการขาดการศึกษาทางจลนศาสตร์หรือเชิงกลไกเกี่ยวกับอัลดีไฮด์และคีโตนที่สัมพัทธ์ 1,2- เมื่อเทียบกับ 1,4- การเพิ่มเอมีนหลักไปยัง α,β-ไม่อิ่มตัวอัลดีไฮด์และคีโตน. เพื่อเพิ่มความเข้าใจนี้นักวิจัยใช้สเปกโตรสโคปี ReactIR ในแหล่งกําเนิดพร้อมกับการศึกษา NMR และการคํานวณ DFT เพื่อการกําหนดลักษณะเฉพาะของการเติมเอมีนหลักเพื่อ α,β-ไม่อิ่มตัวอัลดีไฮด์และคีโตน (1,2- เทียบกับ 1,4-เพิ่ม) และตรวจสอบอัตราสัมพัทธ์ของปฏิกิริยาเหล่านี้

ข้อมูล ReactIR แสดงให้เห็นว่าเมื่อมีการเติมเบนไซลามีนลงใน crotonaldehyde, 1,2- การเพิ่มขึ้นเป็นผลโดยเฉพาะในขณะที่เบนไซลามีนถูกเพิ่มในเมทิลไวนิลคีโตน, 1,4- เพิ่มผลโดยเฉพาะ.