Unleashing high-throughput reaction screening
Aplikace | 2019 | Unchained LabsInstrumentace
Vysokoprůchodové reakční skríningové metody usnadňují rychlou a systematickou optimalizaci chemických transformací. Umožňují výzkumníkům prozkoumat široké spektrum diskretních a kontinuálních proměnných, rychle identifikovat nevhodné směry a soustředit se na podmínky s největším potenciálem. Díky tomu lze výrazně zkrátit vývoj nových procesů a snížit náklady spojené s testováním toxických nebo patentovaných reaktantů.
Studie se zabývá nasazením vysokoprůchodového přístupu pro instalaci extrémně stericky zatížené substituce v poloze ortho fenolu. Cílem bylo najít podmínky, které umožní zavedení 2,4,6-triisopropylfenylové skupiny bez ochranných skupin a bez použití fosfinových ligandů, přičemž se usilovalo o co nejlepší výnosy a reprodukovatelnost.
Metodika vycházela z iterativního testování:
První kolo vysokoprůchodového skríninku ukázalo zásadní vliv báze a typu organomagnesiového činidla. Nejlepší konverzi poskytla ligand free varianta s NaH a 2,4,6-triisopropylfenylmagnesiumbromidem. Následné průběžné kolové skríningy potvrzovaly, že rostoucí sterické zatížení organomagnesiového činidla zvýhodňuje bezligandový průběh Kumada reakce. Dále se ukázalo, že levnější PdCl2 nahrazuje dražší Pd(acac)2 srovnatelnou aktivitou a že výtěžek je do značné míry nezávislý na volbě rozpouštědla.
Díky vysokoprůchodovému skríninku bylo dosaženo:
Budoucí vývoj se zaměří na automatizované řešení kontinuálních proměnných v reálném čase, využití umělé inteligence pro návrh nových experimentálních plánů a integraci skríninku s on-line analýzou. Rozšíření metod na tlakové a teplotní extrémy umožní objev nových katalytických systémů a reakčních mechanismů.
Iterativní vysokoprůchodové skríningové přístupy umožnily efektivní optimalizaci komplikované ortho-fenolové substituce bez použití ochranných skupin a ligandů. Díky kombinaci softwarových nástrojů a moderních automatizačních platforem byl vyvinut proces s vysokou reprodukovatelností a vynikajícím výtěžkem. Metoda představuje významný přínos pro rychlý výzkum a vývoj nových syntetických cest.
Žádné explicitní odkazy uvedeny
Charakterizace částic, Příprava vzorků, Software
ZaměřeníVýrobceUnchained Labs
Souhrn
Význam tématu
Vysokoprůchodové reakční skríningové metody usnadňují rychlou a systematickou optimalizaci chemických transformací. Umožňují výzkumníkům prozkoumat široké spektrum diskretních a kontinuálních proměnných, rychle identifikovat nevhodné směry a soustředit se na podmínky s největším potenciálem. Díky tomu lze výrazně zkrátit vývoj nových procesů a snížit náklady spojené s testováním toxických nebo patentovaných reaktantů.
Cíle a přehled studie
Studie se zabývá nasazením vysokoprůchodového přístupu pro instalaci extrémně stericky zatížené substituce v poloze ortho fenolu. Cílem bylo najít podmínky, které umožní zavedení 2,4,6-triisopropylfenylové skupiny bez ochranných skupin a bez použití fosfinových ligandů, přičemž se usilovalo o co nejlepší výnosy a reprodukovatelnost.
Použitá metodika a instrumentace
Metodika vycházela z iterativního testování:
- Diskrétní proměnné: různé katalyzátory (Pd a Ni), ligandy, báze, organomagnesiové činidlo a rozpouštědla
- Kontinuální proměnné: teplota, doba reakce, koncentrace
- Library Studio pro návrh experimentálních desek a správu chemických knihoven
- Automation Studio pro řízení pipetovacích a míchacích operací
- Platformy Big Kahuna a Junior pro přesné dávkování kapalin, suspenzí a pevných látek
- Optimalizační Sampling Reactor a Screening Pressure Reactor pro reakční profily pod tlakem
- Analytika GC a HPLC pro vyhodnocení konverzí a výtěžků
- Mikrovlnná reaktorová jednotka pro rychlé škálování konečných podmínek
Hlavní výsledky a diskuse
První kolo vysokoprůchodového skríninku ukázalo zásadní vliv báze a typu organomagnesiového činidla. Nejlepší konverzi poskytla ligand free varianta s NaH a 2,4,6-triisopropylfenylmagnesiumbromidem. Následné průběžné kolové skríningy potvrzovaly, že rostoucí sterické zatížení organomagnesiového činidla zvýhodňuje bezligandový průběh Kumada reakce. Dále se ukázalo, že levnější PdCl2 nahrazuje dražší Pd(acac)2 srovnatelnou aktivitou a že výtěžek je do značné míry nezávislý na volbě rozpouštědla.
Přínosy a praktické využití metody
Díky vysokoprůchodovému skríninku bylo dosaženo:
- Rychlé identifikace optimálních podmínek s minimálním plýtváním reagenciemi
- Eliminace potřeby ochranné skupiny fenolu
- Vyřazení fosfinových ligandů a drahých katalyzátorů
- Reprodukovatelné škálování založené na mikrovlnných reaktorech
Budoucí trendy a možnosti využití
Budoucí vývoj se zaměří na automatizované řešení kontinuálních proměnných v reálném čase, využití umělé inteligence pro návrh nových experimentálních plánů a integraci skríninku s on-line analýzou. Rozšíření metod na tlakové a teplotní extrémy umožní objev nových katalytických systémů a reakčních mechanismů.
Závěr
Iterativní vysokoprůchodové skríningové přístupy umožnily efektivní optimalizaci komplikované ortho-fenolové substituce bez použití ochranných skupin a ligandů. Díky kombinaci softwarových nástrojů a moderních automatizačních platforem byl vyvinut proces s vysokou reprodukovatelností a vynikajícím výtěžkem. Metoda představuje významný přínos pro rychlý výzkum a vývoj nových syntetických cest.
Reference
Žádné explicitní odkazy uvedeny
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Integrating automation and DOE to streamline and accelerate Quality by Design activities for process chemistry
2018|Unchained Labs|Aplikace
Application Note Integrating automation and DOE to streamline and accelerate Quality by Design activities for process chemistry Introduction multiple response factors that need to be explored and non-linear responses often result in the need for experimentation that is beyond what…
Klíčová slova
osr, osrdoe, doeprocess, processreactor, reactordesign, designqbd, qbdunchained, unchainedintegrating, integratingquality, qualityaccelerate, acceleratecinnamic, cinnamicstreamline, streamlinereaction, reactionautomation, automationactivities
Accelerating your process optimization: sampling from reactions in-progress means better decisions in less time
2018|Unchained Labs|Aplikace
Application Note Accelerating your process optimization: sampling from reactions in-progress means better decisions in less time Introduction and background 5–25 mL working volume range. Each reaction vessel can be independently heated to 150 °C, cooled to -20 °C and pressurized…
Klíčová slova
reactor, reactorosr, osrantechamber, antechamberpsi, psisampling, samplinghydrocinnamic, hydrocinnamicunchained, unchainedaccelerating, acceleratingcinnamic, cinnamicconversion, conversionoptimization, optimizationdugussa, dugussalabs, labsacid, acidchemistry
Junior Process chemistry
2018|Unchained Labs|Brožury a specifikace
Workflow Guide Junior Process chemistry Walk up, set up your run and walk away. Junior turns reaction screening and process optimization into totally routine activities. Build a system for reaction screening and plow through hundreds of modifications per week. Deck…
Klíčová slova
optimization, optimizationjunior, juniordeck, deckdspr, dsprreaction, reactionsampling, samplingreactor, reactorprocess, processscreening, screeningosr, osrconfigured, configuredoptimize, optimizechemistry, chemistrypressure, pressuremicrotiter
Identifying a diastereomeric salt for a challenging chiral resolution
2018|Unchained Labs|Aplikace
Application Note Identifying a diastereomeric salt for a challenging chiral resolution Advancing a therapeutic for malaria using the Big Kahuna system MMV used Unchained Lab’s high-throughput techniques to deliver successful results in approximately two weeks to a problem that they…
Klíčová slova
mmv, mmvchiral, chiraldiastereomeric, diastereomericmalaria, malariaunchained, unchainedheptane, heptaneetoac, etoacsalt, saltresolution, resolutionidentifying, identifyingnhoh, nhohchallenging, challengingsolvent, solventmedicines, medicineslabs
