合成反應

合成反應，也稱為直接組合或組合反應，是兩種或多種簡單元素或化合物結合形成更複雜產物的化學過程。它由等式表示：A + B → AB。

合成反應在從其組成元素中產生化合物和從較小的分子中產生更大的分子方面起著至關重要的作用。它們與分解反應相反，分解反應將複雜的物質分解成更簡單的成分。合成反應是化學反應的主要類別之一，包括單置換、雙置換和燃燒反應。

許多合成反應遠比上述反應複雜得多：A + B → AB。例如，有機合成反應可能涉及兩個以上的不同分子，並且產物的混合物可能與未反應的起始材料一起發生。可能會形成中間分子，從而導致副產物的形成。此外，根據兩種碰撞反應物分子的取向方式，可能會形成所需產物和副產物，這可能會影響產物純度。

合成反應有多種類型。例如，親核和親電加成和取代反應是廣泛的反應類型，產生了無數的合成反應示例。

當兩種或多種反應物結合形成更複雜的分子時，最終反應混合物的組成取決於進行反應的條件。 

成功的合成反應可以最大限度地產生所需的分子，並最大限度地減少副產物分子。對反應動力學、機理和反應變數影響的透徹瞭解是合成反應成功的關鍵。

1. 反應物、試劑和催化劑的品質 - 起始材料的品質和純度以及這些材料的穩定來源/供應商是成功、可重複的合成反應和工藝的關鍵。
   
   
2. 反應條件 - 由於合成反應對溫度、壓力、攪拌速率和加藥速率等反應參數很敏感，因此對這些變數的精確控制對於成功的結果至關重要。EasyMax化學合成反應器提供自動化參數控制、準確度和反應參數的精密度。
   
   
3. 反應裝置 - 在製藥工業中，大多數合成反應都以批處理模式進行。由於表面積和攪拌效率的考慮，EasyMax 反應器的物理配置比傳統的圓底燒瓶有所改進。連續流工藝的使用頻率越來越高，ReactIR 技術可以對連續流和批量合成進行即時分析。
   
   
4. 反應動力學 - 對反應速率的透徹瞭解對於確保優化產品收率和最小副產物至關重要。通過數據豐富的實驗，ReactIR 簡化並加快了合成反應中動力學因數的測量。
   
   
5. 產品隔離/純度 - 雖然分離技術是產品分離和純度的主要技術，但了解反應變數以減少可能難以從產品中分離的雜質的存在也很重要。 通過優化反應變數，帶有 EasyMax 的 ReactIR 有助於減少雜質。 同樣重要的是，通過 ParticleTrack 和 ParticleView 技術對結晶的透徹理解和控制對於確保純度和易於分離所需產品至關重要。  
   
   
6. 安全- 具有重要商業價值 的化學需要實驗室到工廠的方案，以提供優化的產量、可接受的雜質分佈和安全操作。ReactIR 通過闡明反應變數對整體合成性能的影響來推進反應放大。反應量熱法通過測量反應熱，確保從篩選到放大再到工藝的安全反應。ReactIR 原位分析通過消除離線分析的取樣，最大限度地減少了科學家和技術人員接觸有毒化學品和潛在 危險反應的機會。當需要離線分析時，EasySampler 可為 HPLC 提供自動化的原位取樣和稀釋樣品，從而消除工人的接觸。

這些工具可以單獨使用，也可以作為集成化學工作站，為更好的合成反應提供關鍵支援：

• 化學合成反應器 （EasyMax 和 OptiMax）
  反應條件的無人值守、精確控制和數據採集
  
• 傅里葉變換紅外光譜儀和拉曼光譜儀
  實時跟蹤和分析關鍵反應物質與反應時間的關係，以幫助動力學和機理研究
  
• 自動在線取樣 （EasySampler）
  當需要離線分析時，對反應進行無人值守的代表性取樣
  
• EasyViewer的
  對顆粒/液滴大小和形狀進行原位視頻顯微鏡檢查，以在後處理過程中快速提高純度和產量
• 強大的分析軟體 （iC）
  集成數據流，實現全面理解和數據管理

智慧化學合成反應器與無人值守加樣和自動取樣相結合，提供了一種簡單而安全的方法，可以精確控制反應參數，並在無人值守的情況下全天候獲取反應資訊。

• 自動記錄配方步驟、實驗條件和分析數據，便於重複實驗並與同事分享結果
  
• 在 -90°C 至 180°C 的任何溫度下運行反應，無需冰浴、油浴或加熱罩
  
• 為每個容器單獨設定參數控制（例如溫度、加樣、取樣和攪拌）
  
• 對於多參數分析，包括 實驗設計 （DoE） 研究，精確且可重複的控制有助於產生準確的結果 
  
• 可互換的套管、玻璃反應器和離心管可靈活地合成體積為 0.5 mL 至 1000 mL
  
  
  

獲得有關反應動力學、機理和途徑的深入資訊。 支援安全和優化的化學放大。 ReactIR 和 ReactRaman 光譜儀可對化學反應進行原位實時監測，用於批量和連續流動合成。   

• 開發關鍵反應物質的即時趨勢圖：反應物、中間體、產物和副產物
• 為傳統動力學分析或反應進展動力學分析 （RPKA） 方法獲取數據豐富的資訊
  
• 監測難以、不可能或不希望取出樣品進行離線分析的反應 - 低溫、高溫/高壓、粘性、有毒試劑、高能反應、空氣/濕氣敏感、瞬態中間體
  
• 研究反應或過程的關鍵階段，例如反應開始、誘導期、積累、轉化和終點。檢測反應停滯或紊亂
• 快速確定變數對反應的影響
• 使用 ReactIR 和 ReactRaman 研究最廣泛的化學反應。選擇匹配特定化學成分和反應變數的最佳技術。 
• 使用用於監測晶體形式和多晶型的 ReactRaman 以及用於研究溶劑效應和過飽和度的 ReactIR，增強對溶液結晶過程的理解。 

根據您的日程安排，在您的工作或家庭辦公室觀看即時電子演示。

EasySampler 是一種 自動化、無人值守的技術，可提供具有代表性和可重複的樣品。基於探針的技術具有一個微口袋，可在任何給定時間採集樣品，原位淬滅，並稀釋以用於分析的離線樣品。 

EasySampler 通過按需提供樣品來支持反應理解。取樣是在反應條件下進行的， 使其真正具有代表性。一旦收集並加蓋時間戳，就可以通過離線分析方法進行分析，並將 結果集成回數據流中。另一個價值在於 通過自動和無縫的數據 收集來提高數據品質。與手動取樣相比， 自動取樣 的準確性和精度更高，品質更高。 

反應實驗室 使用 過程分析技術（PAT） 數據同時對一系列變數的影響進行精確建模，從而揭示合成反應的最佳操作條件。確定反應對不同特定參數和條件影響的回應，生成的回應表面可以深入瞭解產物收率/雜質權衡。

此外，來自PAT和反應實驗室的資訊有助於更好地理解和支援所提出的反應機理，並允許基於這種見解更有效地設計工藝。 

卡洛，ADJ，Carbó，JJ，Cid，J.，Fernández，E.和Whiting，A.（2014）。瞭解α，β-不飽和亞胺從胺添加到α，β-不飽和醛和酮的形成：分析和理論研究。 有機化學雜誌， 79（11）， 5163–5172. 

在之前的工作中，研究人員報導了一種催化方法，通過原位生成α，β不飽和亞胺來合成手性γ-氨基醇。他們指出，關於伯胺與α，β不飽和醛和酮的相對1,2-和1,4-添加的動力學或機理研究缺乏。為了進一步理解這一點，研究人員使用原位ReactIR光譜以及NMR研究和DFT計算，以更好地表徵伯胺與α，β不飽和醛和酮的添加（1,2-與1,4-添加），並檢查這些反應的相對速率。

ReactIR數據顯示，當苄胺加入到巴豆醛中時，僅產生1,2-加成，而當將苄胺加入甲基乙烯基酮中時，僅產生1,4-加成。