Progettazione e ottimizzazione di reazioni
La progettazione e l’ottimizzazione delle reazioni chimiche sono vitali nella ricerca di sintesi organiche. Modificando i parametri di reazione (catalizzatore, pH, solvente, temperatura o tempo) si possono raggiungere obiettivi prefissati in termini di risparmio sui costi, purezza, selettività o resa. Per ottimizzare le reazioni chimiche sono necessarie flessibilità, precisione e riproducibilità degli strumenti di sintesi con cui si conducono gli esperimenti. Nella progettazione di reazioni chimiche, l’attenzione è concentrata sulla costruzione di una via di sintesi di una molecola di interesse partendo da materie prime disponibili in commercio. Solitamente si adotta un “approccio retrosintetico” in cui ci si concentra sulla costruzione di legami chiave. Il processo è scomposto in semplici passaggi, procedendo a ritroso dalla molecola finale piuttosto che partendo dal materiale iniziale. Anche se molti chimici ricorrono alla loro estesa conoscenza delle reazioni per costruire vie di sintesi, esistono attualmente molti strumenti software, come SYNTHIA™, che consentono agli utenti di analizzare con facilità percorsi su misura per la sintesi di molecole note e nuove partendo da alcuni criteri di ricerca.
Per l’ottimizzazione delle reazioni, si possono implementare parecchie metodologie sperimentali. Nell’approccio “prova e sbaglia”, ovvero una sola variabile per volta, tutte le variabili sperimentali eccetto una vengono mantenute fisse per registrare la variazione dei risultati. Si sperimenta una serie di reazioni finché si determina un risultato ottimale. Si sceglie quindi un’altra variabile e si ripete il processo fino a provare tutte le variabili e a determinare una serie di variabili ottimali.
L’approccio multi-parametrico o “design degli esperimenti” fa variare contemporaneamente i fattori dai valori più bassi ai più alti, per trovare nel modo più efficiente le condizioni ottimali. Nella stessa serie di esperimenti vengono attuate diverse combinazioni. Vengono inoltre condotti ulteriori esperimenti con fattori intermedi per determinare la variabilità intrinseca. I valori si possono riportare graficamente su un cubo in tre dimensioni per illustrare le relazioni tra fattori e risposte. Perché questo processo di ottimizzazione abbia successo, si deve prestare attenzione alla riproducibilità, eseguendo le reazioni in modo sistematico e in condizioni controllate.
Dopo avere trovato un percorso sintetico percorribile per la sintesi di una molecola, si investono ancora molte altre ore per ottimizzare ogni singola reazione chimica in modo da ottenere il prodotto in maniera migliore, più rapida o più efficiente. L’utilizzo dell’ottimizzazione del progetto di reazioni chimiche può condurre più rapidamente a scoperte scientifiche.
Figura 1.Tavola di ottimizzazione delle reazioni
Articoli tecnici correlati
- Molecular sieves are crystalline metal aluminosilicates having a threedimensional interconnecting network of silica and alumina tetrahedra. Natural water of hydration is removed from this network by heating to produce uniform cavities which selectively adsorb molecules of a specific size.
- In collaboration with Materia, Inc., we are pleased to offer six imidazolidinone OrganoCatalysts™.
- A wide range of NHC ligands are commonly available which exhibit high activities.
- All of the preformed catalysts used in the kit are air and moisture stable complexes in their commercially available form.
- KitAlysis High-Throughput Screening Kits provide solution to efficiently identify or optimize suitable catalytic reaction conditions. Chemist can rapidly run 24 unique micro scale reactions in parallel with tailored conditions.
- Visualizza tutti (141)
Protocolli correlati
- Learn how to properly clean your laboratory glassware to improve your lab technique and insure high quality results. The most carefully executed piece of work may give an erroneous result if dirty glassware is used.
- Acetylene chemistry has been and remains an important constituent element of molecular sciences. Its potential and widespread applications extend from organic synthesis through materials science to bioorganic chemistry. Some examples are enediynes (DNA-cleaving agents), ‘click chemistry’ tools and building blocks. Consequently, it triggers a demand for efficient syntheses of alkynes.
- Saturated N-heterocyclic building blocks or SnAP Reagents are of growing importance for the convenient synthesis of medium-ring saturated N-heterocycles, including bicyclic and spirocyclic structures. SnAP reagents are stable and readily available and can be coupled with widely available aromatic, heteroaromatic, aliphatic, and glyoxylic aldehydes.
- A step-by-step protocol guide for KitAlysis Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reaction Screening Kit.
- The Bode group has developed SnAP (stannyl amine protocol) reagents that cross-couple with aldehydes and ketones to provide one-step access to a wide variety of saturated N-heterocycles.
- Visualizza tutto (11)
Per continuare a leggere, autenticati o crea un account.
Non hai un Account?