Návrh a optimalizace reakce
Návrh a optimalizace chemických reakcí jsou ve výzkumu organické syntézy zásadní. Změnou reakčních parametrů (katalyzátor, pH, rozpouštědlo, teplota nebo čas) lze dosáhnout určitých výstupů (úspora nákladů, čistota, selektivita nebo výtěžek). Při optimalizaci chemických reakcí se od syntetických nástrojů, s nimiž se experimenty provádějí, vyžaduje flexibilita, přesnost a reprodukovatelnost. Při navrhování chemických reakcí se klade důraz na vytvoření syntetické cesty k cílové molekule z komerčně dostupných výchozích materiálů. Obvykle se používá "nespojitý přístup", kdy se klade důraz na konstrukci klíčových vazeb. Proces je rozdělen do jednoduchých kroků, přičemž se pracuje spíše zpětně od cílové molekuly než dopředu od výchozího materiálu. Zatímco mnoho chemiků se při vytváření těchto syntetických cest uchyluje ke svým rozsáhlým znalostem reakcí, v současné době existuje mnoho softwarových nástrojů, jako je SYNTHIA™, které uživatelům umožňují snadno analyzovat vlastní cesty pro známé i nové molekuly podle vyhledávacích kritérií.
Při optimalizaci reakcí lze použít několik experimentálních metodik. Při metodě pokusu a omylu nebo při použití jedné proměnné se všechny experimentální vstupy udržují konstantní s výjimkou jedné, aby se zaznamenal určitý výstup. Provádí se řada reakcí, dokud se nestanoví optimum. Poté se zvolí další proměnná a proces se opakuje, dokud nejsou vyzkoušeny všechny vstupy a není stanovena sada optimálních vstupů.
Přístup založený na více parametrech neboli "návrhu experimentů" mění faktory současně od jejich nejnižší po nejvyšší hodnotu, aby se optimální podmínky našly efektivněji. Různé kombinace se provádějí ve stejné sadě experimentů. Další experimenty se provádějí mezi nízkými a vysokými faktory, aby se určila vnitřní variabilita. Hodnoty lze znázornit v kostce, která ilustruje vztahy mezi faktory a odezvami. Aby byl tento optimalizační proces úspěšný, je třeba věnovat pozornost reprodukovatelnosti systematickým prováděním reakcí a kontrolovaným rámcem.
Po nalezení životaschopné syntetické cesty k syntéze cílové molekuly se věnuje nespočet dalších hodin optimalizaci každé chemické reakce, aby byl produkt lepší, rychlejší nebo účinnější. Využití optimalizace návrhu chemických reakcí může vést k rychlejšímu dosažení vědeckých objevů.
Obrázek 1.Tabulka optimalizace reakce
Související technické články
- Molekulární síta selektivně adsorbují molekuly, které jsou klíčové pro různé průmyslové procesy.
- Objevte průkopnickou asymetrickou katalýzu profesora Davida MacMillana bez použití kovů s organokatalyzátory na bázi imidazolidinonů pro všestranné transformace.
- 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 enable efficient identification and optimization of catalytic reaction conditions.
- Zobrazit vše (97)
Související protokoly
- Správné techniky čištění laboratorního skla jsou zásadní pro kvalitní výsledky experimentů a výzkumu.
- Všestranné aplikace acetylenové chemie od organické syntézy po bioorganickou chemii vyžadují účinné metody syntézy.
- SnAP Reagents facilitate synthesis of saturated N-heterocycles for diverse structures.
- A step-by-step protocol guide for KitAlysis Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reaction Screening Kit.
- The expanding class of SLAP reagents provides access to saturated N-heterocycles and aliphatic aldehydes and ketones without additional reagents or the generation of toxic byproducts.
- Zobrazit vše (10)
Další články a protokoly
Abyste mohli pokračovat ve čtení, přihlaste se nebo vytvořte účet.
Nemáte účet?