オンライン質量分析を使用した連続フロー反応のモニタリング、モデリング、および最適化
Horbaczewskyj、Christopher Stefan （2019）オンライン質量分析を使用した連続フロー反応のモニタリング、モデリング、および最適化。 リーズ大学博士論文。
抽象
連続フロー反応を監視、モデル化、最適化するために、オンライン質量分析法が開発されました。 この方法では、デュアルピストンポンプ、管状リアクターブロック、Viciサンプルアクチュエーター、Advionexを使用します。 expression CMS プロセス改善の必要性に基づいてさまざまな化学システムを調査するためのコンパクト質量分析計（CMS）およびその他の分析システム。 完全な反応自動化では、MATLAB、Snobfitアルゴリズム、およびModdeDoEソフトウェアを採用しました。 オンライン質量分析は、取得時間が短く（2〜60秒）、化学物質過敏症が低く（〜108 mol％）、化学的同一性があり、定量情報を提供できる可能性があるため、他の分析技術よりも優れています。 この作業では、1つの化学システムを使用して反応の定量を検討し、それぞれをさまざまな分析手法で監視しました。全体的な目的は、オンライン質量分析を定量分析に使用できるかどうかを調べることです。 調査したすべてのケースで、変換、収率、または選択性を改善するための最適な操作条件を決定し、反応廃棄物の削減を検討しながら、プロセスの改善を行いました。 フローケミストリーと実施された作業により、従来のアプローチと比較した場合に、特定の反応で廃棄物を削減する方法が示されました。 この方法は、機械学習、完全なプロセス自動化、および迅速なプロセス分析テクノロジーに依存して、最適な条件を決定し、大規模な反応データセットを構築します。 大規模なデータセットは、ハイブリッドDoEキネティック複合外接直交設計を使用して作成されました。 質量分析は貴重な反応情報を提供し、必要なアプリケーション、反応システム、およびイオン化設定に応じて反応定量の可能性があります。 化合物の熱安定性はAPCI +モードでは問題になる可能性がありますが、イオン抑制はESI +モードでは問題になります。 それでも用途の広い分析ツールであるオンライン質量分析は、本質的に定量的であることがわかりました。 連続フローオンラインMS自己最適化プラットフォームを使用して、MSシステムの多様性を示すさまざまな異なる反応を調査しました。 これらの反応を以下に要約します。 5634）最適化とプロセススケールアップのためのAZD95のN-Boc脱保護、達成された変換> 2％、オンライン質量分析を使用したパイロットおよび商用スケールへのスケールアップ）。 90）最適化と大規模なデータセット生成のためのハイブリッドDoEキネティックモデルを使用したN-Boc脱保護反応で、3％を超える変換が達成されました。 4547）製品の選択性と収率向上のためのAZD38のSNAr反応。変換率は約30％、DP収率は約4％です。 7）CHヒドロキシル化反応で使用するための電気化学的方法を使用したFe-N-複素環カルベン錯体の合成と最適化。 4 Vと2.5分の滞留時間、または15VとXNUMX分の滞留時間のいずれかの最適な電気化学的条件が達成されました。