Online LC Monitoring of a Hydrolysis of Organic Acid Esters by Means of a Flow Chemistry Reactor

Význam tématu

Flow chemie s online LC monitoringem umožňuje nepřetržité sledování reakčních podmínek a produktů bez nutnosti ručního odběru vzorků.
Umožňuje rychlé optimalizace reakčních parametrů, úsporu času a reagentů, a zlepšení reproducibility v syntéze malých organických molekul.

Cíle a přehled studie

Prezentovaný dokument ukazuje integraci Agilent InfinityLab Online LC řešení s mikrofluidním reaktorem pro sledování acidolytické hydrolýzy esteru acetylsalicylové kyseliny v reálném čase.
Studie hodnotí vliv residence time a koncentrace kyseliny sírové na konverzi aspirinu na salicylovou kyselinu a vznik nečistot.

Použitá instrumentace

• Agilent 1290 Infinity II Pump a Multicolumn Thermostat
• Agilent 1260 Infinity II Online Sample Manager s peristaltickou pumpou
• Agilent 1290 Infinity II Diode Array Detector
• Agilent OpenLab CDS a Online LC Monitoring Software
• Corning Advanced Flow Reactor – nízkoprůtokový mikrofluidní reaktor

Použitá metodika

Reakční směs (0,016 M acetylsalicylové kyseliny a různé koncentrace H2SO4) protéká mikrofluidním reaktorem při 86 °C s residence time 1–60 min.
Vzorky odebírané každé 3 minuty byly přímo analyzovány HPLC izokratickou metodou (30 % acetonitril/70 % vody s 0,1 % kyseliny mravenčí, 2 mL/min, 50 °C).

Hlavní výsledky a diskuse

Systém prokázal vysokou přesnost a opakovatelnost (RSD pro obsah a retenci < 1,4 %, RSD ret. času < 0,1 %).
Rezidence 30 min vedla k 70 % zbytkové startovní látky a 30 % produktu; 60 min pak 45 % a 53 % s 2 % nečistot.
Zvýšení koncentrace H2SO4 na 1,5 M zvyšuje konverzi na 95 %, ale roste obsah vedlejších produktů na 16 %.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaný online LC monitoring integrovaný s flow reaktorem zkracuje dobu a náklady na optimalizaci reakčních podmínek.
Umožňuje rychlé mapování vlivu klíčových parametrů na výtěžnost a čistotu reakcí bez rizika kontaminace nebo přerušení procesu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření metod může zahrnovat sub-30 s separace pro ještě rychlejší analýzy, využití širšího spektra detektorů a senzorů pro více parametrů.
Integrace strojového učení pro predikci a automatickou regulaci parametrů v reálném čase přispěje k dalšímu zefektivnění flow chemie.

Závěr

Agilent InfinityLab Online LC řešení s mikrofluidním reaktorem umožňuje spolehlivou a rychlou optimalizaci acidolytické hydrolýzy aspirinu.
Systém prokázal robustní opakovatelnost, vysokou přesnost a potenciál pro širší průmyslové a výzkumné aplikace.

Reference

1. Corning Inc. Advanced Flow Reactor – Low Flow. Dokumentace Corning.
2. Naegele E., Kutscher D. Online Reaction Monitoring by Agilent InfinityLab Online LC Solutions. Agilent Technologies Application Note, 2021.
3. Agilent Technologies. Agilent InfinityLab Online LC Solution User Guides and Application Notes, 2022.