Progettazione e ottimizzazione di reazioni

Per l’ottimizzazione delle reazioni, si possono implementare parecchie metodologie sperimentali. Nell’approccio “prova e sbaglia”, ovvero una sola variabile per volta, tutte le variabili sperimentali eccetto una vengono mantenute fisse per registrare la variazione dei risultati. Si sperimenta una serie di reazioni finché si determina un risultato ottimale. Si sceglie quindi un’altra variabile e si ripete il processo fino a provare tutte le variabili e a determinare una serie di variabili ottimali.

L’approccio multi-parametrico o “design degli esperimenti” fa variare contemporaneamente i fattori dai valori più bassi ai più alti, per trovare nel modo più efficiente le condizioni ottimali. Nella stessa serie di esperimenti vengono attuate diverse combinazioni. Vengono inoltre condotti ulteriori esperimenti con fattori intermedi per determinare la variabilità intrinseca. I valori si possono riportare graficamente su un cubo in tre dimensioni per illustrare le relazioni tra fattori e risposte. Perché questo processo di ottimizzazione abbia successo, si deve prestare attenzione alla riproducibilità, eseguendo le reazioni in modo sistematico e in condizioni controllate.

Dopo avere trovato un percorso sintetico percorribile per la sintesi di una molecola, si investono ancora molte altre ore per ottimizzare ogni singola reazione chimica in modo da ottenere il prodotto in maniera migliore, più rapida o più efficiente. L’utilizzo dell’ottimizzazione del progetto di reazioni chimiche può condurre più rapidamente a scoperte scientifiche.