在线质谱法监测，建模和优化连续流动反应
克里斯托弗·斯特凡（Horbaczewskyj） （2019）使用在线质谱监测，建模和优化连续流动反应。 利兹大学博士论文。
抽象
已经开发了一种在线质谱法来监测，建模和优化连续流动反应。 该方法利用双活塞泵，管式反应器块，Vici样品执行器，Advion exexpression 紧凑型质谱仪（CMS）和其他分析系统，可根据其对工艺改进的需求来研究各种化学系统。 完全的反应自动化采用了MATLAB，Snobfit算法以及Modde DoE软件。 在线质谱比其他分析技术更具优势，因为它具有更短的采集时间（2-60 s），较低的化学敏感性（〜108 mol％）和化学特性以及提供定量信息的潜力。 在这项工作中，已经使用四个化学系统探索了反应定量方法，其中每个化学方法均通过各种分析技术进行监控，总体目标是检查在线质谱仪是否可用于定量分析。 对于所研究的所有情况，都进行了工艺改进，同时还确定了最佳操作条件以提高转化率，产率或选择性，并着眼于减少反应废物。 流动化学和所进行的工作表明，与更传统的方法相比，如何可以减少某些反应的废物。 该方法依靠机器学习，全过程自动化和快速过程分析技术来确定最佳条件，并建立大型反应数据集。 使用混合DoE-动力学复合材料外接正交设计创建大数据集。 质谱分析提供了有价值的反应信息，并有可能根据所需的应用，反应系统和电离设置对反应进行定量。 复合热稳定性在APCI +模式下可能会出现问题，而离子抑制在ESI +模式下则会出现问题。 仍然是一种通用的分析工具，在线质谱本质上是定量的。 连续在线MS自我优化平台用于研究各种不同的反应，以显示MS系统的多功能性。 这些反应总结如下。 1）AZD5634的N-Boc脱保护剂，用于优化和工艺放大，通过在线质谱法实现的转化率> 95％，并放大至中试和商业规模。 2）使用混合DoE动力学模型进行N-Boc脱保护反应，以实现优化和大数据集生成，转化率> 90％。 3）AZD4547的SNAr反应可提高产品的选择性和产率，实现约38％的转化率和约30％的DP产率。 4）使用用于CH羟基化反应的电化学方法合成和优化Fe-N-杂环卡宾配合物。 获得了最佳的电化学条件，即停留时间为7 V和4分钟，或停留时间为2.5 V和15分钟。