Reaktionsplanung & -optimierung
In der organischen Synthese sind das Design und die Optimierung chemischer Reaktionen unerlässlich. Durch Änderung der Reaktionsparameter (Katalysator, pH-Wert, Lösungsmittel, Temperatur oder Zeit) können bestimmte Ergebnisse (Kosteneinsparungen, Reinheit, Selektivität oder Ausbeute) erzielt werden. Die Optimierung chemischer Reaktionen erfordert Flexibilität, Präzision und Reproduzierbarkeit der Synthesewerkzeuge, die zur Durchführung der Versuche eingesetzt werden. Beim Design chemischer Reaktionen liegt der Schwerpunkt auf der Bildung eines Synthesewegs zu einem Zielmolekül unter Verwendung handelsüblicher Ausgangsmaterialien. Dabei wird in der Regel ein „entkoppelter Ansatz“ verfolgt, bei dem das Hauptaugenmerk darauf liegt, Schlüsselbindungen aufzubauen. Der Prozess ist in einfache Schritte unterteilt, wobei vom Zielmolekül ausgehend rückwärts und nicht vom Ausgangsmaterial ausgehend vorwärts vorgegangen wird. Während viele Chemiker bei der Bildung dieser Synthesewege auf ihr fundiertes Reaktionswissen zurückgreifen, sind inzwischen zahlreiche Softwaretools wie SYNTHIA™ erhältlich, mit denen Anwender anhand von Suchkriterien auf einfache Weise benutzerdefinierte Synthesewege für bekannte und neue Moleküle analysieren können.
Für die Reaktionsoptimierung können verschiedene experimentelle Methoden angewandt werden. Bei einem „Trial and Error“-Ansatz (Versuch und Irrtum) werden alle experimentellen Einflussparameter (Inputs) bis auf eine Variable konstant gehalten, um ein bestimmtes Ergebnis festzuhalten. Es wird eine Reihe von Reaktionen durchgeführt, bis ein optimales Ergebnis erzielt wird. Daraufhin wird eine andere Variable gewählt und der Prozess wird wiederholt, bis alle Inputs getestet und ein Satz optimaler Einflussparameter bestimmt wurde.
Beim Multiparameter-Ansatz, auch als statistische Versuchsplanung oder Design of Experiments bezeichnet, werden Inputfaktoren simultan von ihrem niedrigsten bis zum höchsten Wert variiert, um optimale Bedingungen effizienter zu finden. Die Verschiedenen Faktorkombinationen werden in derselben Versuchsreihe durchgeführt. Zusätzliche Versuche werden zwischen niedrigen und hohen Faktoren durchgeführt, um die intrinsische Variabilität zu bestimmen. Diese Werte können in einem Würfel dargestellt werden, um die Beziehungen zwischen den Faktoren und den Reaktionen zu illustrieren. Damit dieser Optimierungsprozess zum Erfolg führt, muss darauf geachtet werden, dass die Reaktionen systematisch und in einem kontrollierten Rahmen durchgeführt werden und somit reproduzierbar sind.
Nachdem ein geeigneter Syntheseweg zur Herstellung des Zielmoleküls gefunden wurde, fließen unzählige weitere Stunden in die Optimierung jeder chemischen Reaktion, um das Produkt besser, schneller oder effizienter zu machen. Durch die Optimierung des Designs chemischer Reaktionen können wissenschaftliche Durchbrüche schneller erzielt werden.
Abbildung 1.Tabelle Reaktionsoptimierung
Zugehörige technische Artikel
- Molecular sieves are crystalline metal aluminosilicates having a threedimensional interconnecting network of silica and alumina tetrahedra. Natural water of hydration is removed from this network by heating to produce uniform cavities which selectively adsorb molecules of a specific size.
- In collaboration with Materia, Inc., we are pleased to offer six imidazolidinone OrganoCatalysts™.
- A wide range of NHC ligands are commonly available which exhibit high activities.
- All of the preformed catalysts used in the kit are air and moisture stable complexes in their commercially available form.
- KitAlysis High-Throughput Screening Kits provide solution to efficiently identify or optimize suitable catalytic reaction conditions. Chemist can rapidly run 24 unique micro scale reactions in parallel with tailored conditions.
- Alle anzeigen (115)
Zugehörige Protokolle
- Learn how to properly clean your laboratory glassware to improve your lab technique and insure high quality results. The most carefully executed piece of work may give an erroneous result if dirty glassware is used.
- Acetylene chemistry has been and remains an important constituent element of molecular sciences. Its potential and widespread applications extend from organic synthesis through materials science to bioorganic chemistry. Some examples are enediynes (DNA-cleaving agents), ‘click chemistry’ tools and building blocks. Consequently, it triggers a demand for efficient syntheses of alkynes.
- Saturated N-heterocyclic building blocks or SnAP Reagents are of growing importance for the convenient synthesis of medium-ring saturated N-heterocycles, including bicyclic and spirocyclic structures. SnAP reagents are stable and readily available and can be coupled with widely available aromatic, heteroaromatic, aliphatic, and glyoxylic aldehydes.
- A step-by-step protocol guide for KitAlysis Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reaction Screening Kit.
- The Bode group has developed SnAP (stannyl amine protocol) reagents that cross-couple with aldehydes and ketones to provide one-step access to a wide variety of saturated N-heterocycles.
- Alle anzeigen (10)
Mehr Artikel und Protokolle finden
Um weiterzulesen, melden Sie sich bitte an oder erstellen ein Konto.
Sie haben kein Konto?