有機触媒とは?

キラル合成に有機触媒を使用することには、多くの利点があります。有機触媒は、比較的単純で堅牢な分子であり、安価で容易に入手できる傾向があります。有機触媒は、特定のエナンチオマーを効率的に作成するように調整できます。金属を含まないため、通常、毒性が低く、清掃のための有害廃棄物の発生が少なくなります。有機触媒に必要な反応条件は、温度/圧力に関してそれほど極端ではない傾向があり、有機触媒は、例えば有機金属触媒よりも空気や湿気に弱いです。このように、有機触媒は持続可能な化学を達成するために大きな期待を寄せています。有機触媒は、他の手段では難しい、または不可能な合成を行うのに非常に有用です。酵素触媒は高活性で、効率的で、選択的ですが、範囲が限られており、1つのエナンチオマーの形成を好む傾向があり、これは許容できない場合があります。

欠点としては、有機触媒は酵素触媒ほど効率的でも活性でもありません。これは、触媒の負荷がはるかに高くなければならず、反応が遅くなる傾向があり、生成物を触媒から分離するための後処理に関連する問題があることを意味します。そのため、有機触媒ベースの反応を産業用途にスケーリングすることは困難な場合があります。さらに、有機触媒は、C-H官能基化のように化学反応が不活性結合を必要とする場合、有機金属触媒よりも効率が低くなります。グリーンケミストリーの研究の充実により加速し、鉄などの地球に豊富に存在する金属を使用して、より有毒で高価な遷移金属を置き換えるための多大な努力が進行中であり、したがって有機触媒の利点の1つがいくらか緩和されていることに注意することが重要です。

有機触媒の応用は、その固有の利点により指数関数的に成長しています。この成長の理由の一部は、これらの 触媒プロセスの動力学、メカニズム、および経路を深く理解したことの直接的な結果です。有機触媒の産業応用に重点が置かれるにつれて、スケールアップと反応条件の最適化に関連する情報の必要性が高まっています。

これらの測定のための高品質なデータを取得するには、温度、圧力、反応物の投与速度、攪拌速度などの基本的な反応パラメータ/変数を正確かつ正確に制御する必要があります。 EasyMax™およびOptiMax™自動化学反応器 は、この目的のために学術および産業ラボで使用されています。EasyMaxの機能は最近拡張され、-90°Cという低い温度の正確な制御が可能になり、それにより一般的な触媒プロセスの設計スペースが拡張されました。さらに、EasyMaxには、反応の熱力学的特性を測定し、安全性を考慮するための熱量測定機能(EasyMax HFCal)を装備することができます。

優れた反応器制御による保証により、試薬、反応物、触媒種、一過性中間体、副生成物不純物などの反応種の測定精度に対する信頼性が向上します。これらの反応種のin-situリアルタイム追跡による豊富なデータ実験により、速度論的パラメータの開発が加速され、触媒サイクルを含む提案された反応メカニズムのサポートが可能になります。化学文献で示されているように、in-situ、リアルタイム FTIR、ラマン分光法 は、触媒反応を深く理解するための十分に実証済みの方法です。 ReactIR™ と ReactRaman™ は、化学反応分析用に特別に設計されており、触媒反応研究にしばしば必要とされる広範な温度と圧力範囲に対応するさまざまな挿入プローブとフローセルを備えています。

クロマトグラフィーによる分析が必要な場合、EasySampler™ は、 反応サンプルのインラインサンプル取得、クエンチング、希釈のための自動サンプリング技術です。この技術により、反応条件下でサンプルを回収できるため、困難な温度、圧力、および/または空気に敏感な反応で行われる化学の手動サンプリングに関連する問題が解消されます。オンラインHPLC分析では、 DirectInject-LC™ を使用して、ほぼリアルタイムの反応と結晶化の理解を行うことができます。全自動の迅速な反応サンプリングと注入により、HPLCはオンライン反応モニタリングのための強力な新技術に変身します。 

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