Automated Reaction Monitoring by the Agilent 1260 Infinity II Prime Online LC

Význam tématu

V moderní farmaceutické výrobě je klíčové sledovat chemické reakce v reálném čase, aby bylo možné optimalizovat výtěžek cílové látky a zabránit degradaci produktu. Automatizované online monitorování využívající integrované vzorkovače a LC analýzu zvyšuje efektivitu procesu, šetří reagencie a zkracuje dobu odezvy při rozhodování o zastavení či úpravě reakce.

Cíle a přehled studie

Tento dokument demonstruje nasazení systému Agilent 1260 Infinity II Prime Online LC s Online Sample Managerem pro kontinuální sledování aldolové kondenzace p-anisaldehydu s acetonem. Experiment ukazuje plně automatizované odebírání vzorků, jejich ředění či quenching, chromatografickou separaci a zobrazení výsledků v reálném čase přes Online LC Monitoring Software.

Použitá metodika

Reakce probíhala v smyčce při pokojové teplotě za míchání. Z reaktoru se periodicky (interval 3 min) odebíral objem vzorku 6 µl, který se v poměru 1:100 ředil směsí vody a acetonitrilu s 0,1 % kyseliny mravenčí. Po naprogramovaném quenchingu se vzorek analyzoval rychlou UHPLC metodou s gradientem od 40 do 90 % acetonitrilu během 0,85 min. Detekce probíhala při 290 nm a 40 Hz. První měření zachytilo čistý edukt, další vzorky sledovaly tvorbu a úbytek produktu.

Použitá instrumentace

• Agilent 1260 Infinity II Flexible Pump (G7104C)
• Agilent 1260 Infinity II Online Sample Manager Set (G3167AA) s externím ventilem (5067-6680)
• Agilent 1290 Infinity Valve Drive (G1170A)
• Agilent Online LC Monitoring Software ver. 1.0
• Agilent 1290 Infinity II Multicolumn Thermostat (G7116B)
• Agilent 1290 Infinity II Diode Array Detector (G7117B)
• Kolona Agilent InfinityLab Poroshell 120 EC-C18, 2.1×30 mm, 1.9 µm
• OpenLab CDS ver. 2.6

Hlavní výsledky a diskuse

Reakce dosáhla rovnováhy mezi výchozím p-anisaldehydem a produktem anisylidenacetonu přibližně po 17 minutách. Po 82 minutách bylo pozorováno cca 94 % produktu a 6 % zbytkového eduktu. Relativní kvantifikace založená na kalibrační křivce eliminovala vliv rozdílných UV absorpčních koeficientů. Opakovaná analýza vzorku skladovaného 24 h potvrdila stabilní výkon separační metody s RSD do 0,3 % pro retenční časy a do 0,9 % pro plochy píků.

Přínosy a praktické využití metody

• Plně automatizované odebírání, ředění a quenching vzorků z reaktoru
• Rychlá chromatografická analýza umožňující krátké cykly měření
• Přímé zobrazení trendů konverze reakce v reálném čase
• Přesné nastavení alarmových limitů pro sledování zbytkového eduktu
• Možnost pozdějšího potvrzení výsledků díky uchování naředěných vzorků

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace inline detekce hmotnostní spektrometrií pro identifikaci stopových nečistot, nasazení v kontinuálních výrobních linkách jako součást PAT (Process Analytical Technology), rozšíření o pokročilou datovou analýzu a strojové učení pro predikci optimálních podmínek a úplnou automatizaci syntetických procesů.

Závěr

Ukázána byla efektivita systému Agilent 1260 Infinity II Prime Online LC pro monitorování malé molekuly v reálném čase. Kombinace automatizovaného vzorkování, rychlé UHPLC separace a propracovaného software umožňuje spolehlivou kontrolu chemických reakcí s vysokou opakovatelností a minimálním zpožděním.

Reference

1. Viviano M. et al. A Scalable Two-Step Continuous Flow Synthesis of Nabumetone and Related 4-Aryl-2-butanones. Org. Process Res. Dev. 2011, 15, 858–870.
2. Naegele E.; Kutscher D. Online Reaction Monitoring by the Agilent InfinityLab Online LC Solutions. Agilent Technologies application note, 5994-3528EN, 2021.
3. Performance Characteristics of the Agilent 1260 Infinity II Online Sample Manager. Agilent Technologies technical overview, 5994-3529EN, 2021.
4. Reactor Sample Dilution and Mixing Performance of the Agilent 1260 Infinity II Prime Online Sample Manager. Agilent Technologies technical overview, 5994-3679EN, 2021.
5. Naegele E.; Kutscher D. Sensitive Detection of Low-Level By-Products in a Small Molecule Reaction by the Agilent 1260 Infinity II Prime Online LC System. Agilent Technologies application note, 5994-3981EN, 2021.