Ciągły proces do bezpiecznej produkcji diazometanu
System ReactIR monitoruje stężenie diazoketonu i służy do wyznaczania RTD
W artykule opisano opracowanie generatora diazometanu składającego się z kaskady reaktorów CSTR wyposażonych w technologię wewnętrznej separacji membranowej. Wykorzystali tę technologię w trzyetapowej, teleskopowej syntezie chiralnego α-chloroketonu – ważnego związku przejściowego w syntezie inhibitorów proteazy HIV. Użyto reaktora cewka do wytworzenia wymieszanego bezwodnika przekazanego następnie do kaskady reaktorów CSTR z diazometanem. Membrana PTFE umożliwiła dyfuzję diazometanu do reaktora CSTR gdzie nastąpiła jego reakcja z bezwodnikiem z wytworzeniem odpowiedniego diazoketonu. Diazoketon następnie poddano działaniu HCl w reaktorze Partia w α-chloroketon.
Pomiary za pomocą systemu ReactIR posłużyły do prześledzenia tworzenia się przejściowego diazoketonu (śledzenie piku 2107 cm-1) oraz do doświadczalnego wyznaczenia rozkładu czasu przebywania dla systemu przez śledzenie wskaźnika izotopowego. W drodze doświadczenia ze wskaźnikiem izotopowym monitorowanego przez system ReactIR ustalono że do osiągnięcia stanu ustalonego wymaganych jest pięć objętości drugiego reaktora CSTR w kaskadzie co odpowiada 6-godzinnemu czasowi rozruchu.
Wernik, M., Poechlauer, P., Schmoelzer, C., Dallinger, D., & Kappe, C. O. (2019). Projektowanie i optymalizacja kaskady reaktorów zbiornikowych z mieszaniem ciągłym do produkcji diazometanu na bazie membran: synteza α-chloroketonów. Organic Process Research & Development, 23(7), 1359–1368. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.9b00115
Zautomatyzowany system do sprzęgania Suzukiego z przepływem okresowym i powiązane operacje dalszego przetwarzania
Wykorzystanie systemu OptiMax jako reaktora MSMPR w ciągłej krystalizacji
Autorzy informują o opracowaniu systemu umożliwiającego w pełni zautomatyzowane sprzęganie Suzukiego z przepływem okresowym ciecz-ciecz, a także obsługę obróbki metali Partia i ciągłej krystalizacji. W odniesieniu do ciągłej krystalizacji, reaktory OptiMax zostały użyte szeregowo jako reaktory MSMPR do wielostopniowej mieszanej zawiesiny i mieszanego usuwania produktu (MSMPR) napędzające krystalizację antyrozpuszczalnikową w temperaturze otoczenia.
Te reaktory MSMPR działają jak reaktory CSTR do wytwarzania i przenoszenia zawiesiny kryształów produktu. Autorzy podają że nominalny czas przebywania w krystalizatorach obliczono dzieląc objętość napełnienia krystalizatorów przez łączną prędkość przepływu zasilania. Do pomiaru ciągłej krystalizacji wykorzystano PAT, w tym ParticleTrack z FBRM i osłabionym całkowitym odbiciem (ATR).
Cole, K. P., Campbell, B. M., Forst, M. B., McClary Groh, J., Hess, M., Johnson, MD, Miller, RD, Mitchell, D., Polster, CS, Reizman, BJ, & Rosemeyer, M. (2016). Zautomatyzowane podejście do przepływu okresowego w ciągłym sprzęganiu Suzukiego. Organic Process Research & Development, 20(4), 820–830. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.6b00030
Kaskada PFR-CSTR do ciągłej krystalizacji z reakcją
Pozyskiwanie informacji metodą analizy procesów PAT z wykorzystaniem systemów ReactIR i ParticleTrack
W artykule opisano opracowanie łączonego kaskadowego systemu reaktorów PFR-CSTR wyposażonego we wbudowane czujniki FTIR i FBRMinline oraz technologię analizy procesów. System ten wykorzystano do zbadania kilku ciągłych krystalizacji reaktywnych, określenia morfologii kryształów, rozkładu wielkości kryształów, wydajności reakcji i krystalizacji oraz poziomów przesycenia. Zmierzono rozkład czasu przebywania (RTD) dla PFR, kaskady CSTR i kaskady PFR-CSTR i wykazano, że połączona kaskada PFR-CSTR miała nieco dłuższy RTD niż kaskada samych reaktorów CSTR. W przypadku krystalizacji reaktywnej uzyskano większą wydajność dla systemu kaskadowego PFR-CSTR w wyniku węższego RTD PFR, minimalizując zarówno nieprzereagowany materiał, jak i tworzenie się zanieczyszczeń.
Sondy ReactIR i ParticleTrack umożliwiały pomiar stężenia substratów i długości cięciwy kryształów w procesie krystalizacji z reakcją. Stężenia substratów w roztworze macierzystym były zgodne z wynikami chromatografii HPLC (błąd prognozy < 017%). Pomiary ParticleTrack ujawniły stosunkowo stabilną długość cięciwy wynoszącą ~150 μm.
Hu, C., Shores, BT, Derech, R. A., Testa, CJ , Hermant, P., Wu, W., Shvedova, K., Ramnath, A., Al Ismaili, L. Q., Su, Q., mówiąc, R., Born, S. C., Takizawa, B., O'Connor, T. F., Yang, X., Ramanujam, S., & Mascia, S. (2020). Ciągła reaktywna krystalizacja składnik czynny leku w kaskadzie PFR-CSTR z PAT in-linia produktów. Reaction Chemistry & Engineering, 5(10), 1950–1962. https://doi.org/10.1039/d0re00216j