 |
Tillämpningen av metoder för processanalytisk teknik (PAT) är av allt större betydelse inom alla områden av akademisk och industriell syntetisk kemi. Reaktionsanalys i realtid är en viktig del av en övergripande PAT-strategi, som inkluderar avancerad analys, modellering och digitalisering. En PAT-strategi syftar till att samla in och omvandla data till användbar information som påskyndar reaktionsförståelse och processkunskap för att maximera utbytet, kvaliteten och hållbarheten hos kemiska synteser.
Beroende på den specifika kemin kan spektroskopiska metoder, inklusive FTIR, Raman, UV/Vis, NIR, NMR och MS, väljas för att möjliggöra analys i realtid. Toppmoderna kromatografiska metoder, såsom UPLC, finns också tillgängliga för reaktionsanalys online. Dessa tekniker tillhandahåller omfattande och ortogonala dataströmmar som kan analyseras med avancerade analys- och modelleringsverktyg. Ofta används flera realtidsanalystekniker i kombination för att tillhandahålla data som fullt ut karakteriserar en reaktion eller process.
Skaffa "Real-Time Reaction Analysis Guide" för att lära dig mer om viktiga metoder för att utveckla djupare reaktionsförståelse och processkunskap för trendiga områden inom syntetisk kemi.
Det finns flera aktuella trender och teman inom syntetisk kemi som har utvecklats där PAT och reaktionsanalys är viktiga:
- Strategi för kvalitet genom design (QbD): Som en aktiv trend inom läkemedels- och kemisk produktion kräver QbD implementering av teknik för reaktionsanalys i realtid.
- Data-Rich Experimentation (DRE): DRE ger processeffektivitet och hållbarhet genom att använda PAT och avancerad, dynamisk modellering för att ge information för att möjliggöra optimering och uppskalning av reaktioner mycket snabbare och med färre experiment.
- Kontinuerlig bearbetning: Farmaceutisk kemi utvecklas snabbt till användningen av kontinuerliga flödesmetoder, som är väl betjänta av reaktionsanalysteknik för att ge oavbrutna, kontinuerliga mätningar.
- Hållbar kemi via katalys: Organokatalys, organometallisk katalys och biokatalys är bland de mest aktiva utvecklingsområdena i utformningen av effektiva, hållbara synteser och processer. PAT-reaktionsanalys har visat sig vara mycket värdefull för att förstå kinetik, mekanismer, katalytiska cykler och effekten av reaktionsparametrar i katalysatorbaserad kemi.
- Partikelteknik: Realtidsanalys har visat sig vara ovärderlig för att förstå komplexiteten i kristallisationsprocesser, vilket ger data om partikelstorlek, storleksfördelning och morfologi. PAT spårar effekten av processparametrar som temperatur, blandning, tillsatshastighet, koncentration av lösta ämnen och såddprotokoll, vilket säkerställer utveckling och uppskalning av robust kristallisering.
- Biologiska processer: Sammansättningsreaktionsanalys i realtid kan ge optimering och aktiv kontroll genom att mäta koncentrationen av näringsämnen, metaboliter, biomassa, produkter och biprodukter som en funktion av tiden i biologiska reaktioner.
- Hållbara processer: Dessa processer optimerar avkastning, renhet och atomeffektivitet samtidigt som de minskar användningen av farliga material och energibehov. För att uppnå detta krävs grundlig reaktionsförståelse och processkunskap som tillhandahålls av PAT.
- Polymersyntes: In-situ analytiska metoder spårar omvandlingen av monomerer till bildandet av polymerer för att bestämma reaktionskinetik och för att kontrollera effekten av variabler på viktiga polymeregenskaper. Realtidsanalys övervakar kontinuerligt polymersmältor, extruderingar och filmer för att säkerställa produktkvaliteten.
