反應機制或反應途徑描述了化學反應中發生的分子水平上的連續步驟。在每個步驟中，分子鍵要么被創建，要么被破壞。反應機理被假設，然後被支持或反駁，但定義反應機理/反應途徑的總體條件是所有離散步驟一起對整體反應方程都有意義，並且最慢步驟的速率定律符合經驗測量的總速率。
構成大多數反應機制的各個步驟被描述為單分子或雙分子。當分子解離形成兩個物種或經歷內部重排時，就會發生單分子機制。單分子反應的速率方程被描述為一階，因為它僅取決於一種反應物的濃度，並寫為 d[A]/dt= - k[A]，其中 k 是速率常數。當兩個分子結合並且速率方程為 d[A]/dt = - k[A][B]（二階）或分子物種之一中的二階時，就會發生雙分子反應，d[A]/dt = - k[A]2
有許多機制經常用於解釋反應。例如，在親核取代反應中，親核試劑將電子對帶到底物分子，離開基團帶著電子對離開。在 Sn2 機制中，雙分子取代是一個單步過程，其中沒有中間體形式。親核試劑攻擊和離開基團同時離開。在單分子取代 Sn1 機制中，底物緩慢電離，形成過渡態碳離子，並迅速受到親核試劑的攻擊。在該反應中，速率決定步驟是過渡態碳離子的形成。
常見反應機制的另一個例子是親電取代。與 Sn2 反應一樣，在 SE2 機制中，新鍵在舊鍵斷裂的同時形成。在 Sn2 機制中，由於排斥電子雲，入射基團在與離開基團成 180 度的位置進行攻擊，因此配體在分子上的位置不同。在SE2機制中，傳入組可以從同一側接近，從而保留配置。
化學反應可能很複雜，競爭反應很常見，使結果進一步複雜化。由於如此複雜和多樣化，化學家必須了解分子反應的基本原理，從而在理解反應可能如何進行時實現邏輯和可預測性。透過正確理解基本反應步驟中發生的機制，人們可以開始了解如何影響整體結果。
例如，一些基本步驟可能會導致重要的瞬態物質或中間體，這些物質或中間體是最終產品或副產品的過渡態。了解反應連續基本步驟的機制可以深入了解改變反應條件如何影響整體反應結果、純度和反應速率。
反應機制被假設，然後被支持或反駁。必要的實驗數據通常來自測量關鍵反應物質的動力學，這允許計算包含並與所提出的反應機理一致的各個步驟的速率定律。
進行這些動力學測量的分析方法大致分為線上和離線。在線技術被廣泛使用，因為收集的數據量隨時間變化。使用線上方法，只需幾個實驗即可提供必要的資訊來確定支持反應機制的驅動力，而不是運行大量反應來了解速率依賴性。此外，瞬態反應物質通常在反應機理中起重要作用，通過原位方法保存。其他在線方法包括 紫外/可見光、核磁共振 （NMR） 和質譜 （MS）。所用技術的選擇取決於所研究的反應類型和所需的具體資訊。
對於某些反應，例如需要追蹤低濃度物質或複雜反應混合物需要物理分離化合物的反應，以定時間隔取出反應混合物樣品，並結合離線分析，是獲得動力學資訊的最佳方法。對於以下化學物質來說，這個過程既乏味又有問題：
EasySampler 允許無人值守、自動對反應 進行採樣 ，並消除了上述許多困難。當 EasySampler 與 化學反應器結合使用時，使反應能夠在受控參數下運行，從而獲得有關這些複雜反應混合物的準確動力學信息。
FTIR光譜設備 通常與離線分析技術結合使用，以全面了解反應動力學和機理。此外，將EasySampler與HPLC離線測量一起使用，可提供校準線上光譜方法所需的資料，使後一種方法能夠將資料報告為濃度與時間的關係，而不是吸光度與時間的關係。
ReactIR 是一種 原位實時 技術，可在實際反應條件下提供化學反應的逐秒中紅外振動光譜。通過跟踪單個反應物種隨時間和變量的變化，可以獲得有關有助於假設反應機制的各個基本步驟的詳細信息。此外，由於無需取出樣品即可測量反應，因此可以保存和識別瞬態中間體，這些中間體是反應機制的關鍵線索。
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手動取樣化學反應以透過 HPLC 進行離線分析以確定反應進度或雜質分佈是標準做法。手動取樣並不總是精確的操作，對於高溫或低溫、高壓、存在有毒反應物、高放熱性或含有漿料的反應，可能具有挑戰性甚至危險。然後必須對手動取樣的反應混合物進行淬火，延遲可能會導致結果變化和獲得的分析信息不准確。 EasySampler 旨在通過提供一種自動化且強大的在線方法來消除這些挑戰，即使在極端條件下也能從反應中採集代表性樣品。
EasySampler 提供自動化、定時的樣品，用於離線分析，以測量：
ReactIR 和 ReactRaman 是原位即時技術，可在實際反應條件下提供化學反應的逐秒光譜。通過跟踪單個反應物種隨時間和變量的變化，可以獲得有關有助於假設反應機制的各個基本步驟的詳細信息。此外，由於無需取出樣品即可測量反應，因此可以保存和識別瞬態中間體，這些中間體是反應機制的關鍵線索。
Duan， S.、Place， D.、Perfect， HH、Ide， ND、Maloney， M.、Sutherland， K.、Price Wiglesworth， KE;Wang， K.、Olivier， M.、Kong， F.、Leeman， K.、Blunt， J.、Draper， J.、McAuliffe， M.、O'Sullivan， M.、Lynch， D.、Palbociclib 商業製造工藝開發。第一部分：格里尼亞爾介導的 SNAr 耦合中區域選擇性的控制“，組織流程研究開發 2016， 20， 1191−1202。
Palbococlib 獲得 FDA 加速批准，用於治療絕經後婦女的晚期乳腺癌。在這項研究中，作者描述了他們的工藝開發計劃，以進一步開發和優化 Palbociclib 商業生產的工藝，以提高使能工藝的可擴展性、效率和質量。需要減少高級中間體的使用係數，因此有必要進行機理研究以了解為什麼需要中間體的第二等效物。
ReactIR 監測了反應進度並提供了對反應機理的一些見解。數據證實了添加 LiHMDS 後高級中間體的瞬時去質子化。隨後添加嘧啶導致形成少量所需產物和大量中間體，並緩慢轉化為所需產物。
EasySampler 使研究人員能夠收集多個反應樣品，並在採樣時自動淬火。使用高質量樣品進行結構闡明，以了解反應機理。
Tsang， A.、Kapat， A.、Schoenebeck， F.，“在銅催化酮與 O2 氧化中控制 C−C 裂解與 C−H 鍵氫化的因素”，J. Am. Chem. Soc. 2016， 138， 518−526。
在本計畫中，作者探索了銅催化酮與 O2 的氧化可以裂解 α-C−C 鍵和/或引起叔級 α-C−H 鍵選擇性羥基化而不進行 C−C 裂解的機制。該項目研究了各種因素對銅催化反應中酮的 α-C-H 鍵羥基化與 C-C 鍵裂解相關的選擇性的重要性，並探索了不同的機制途徑。
原位FTIR 測量顯示存在與酮底物形成的 α-羥基酮和 CC 裂解產物一致的 IR 鍵。ReactIR數據顯示，兩種產物同時形成，表明裂解的C-C產物的形成不是由α-羥基酮的持續氧化引起的，而是這兩種產物源自單一氫過氧化物中間體。
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