Qu’est-ce qu’un Synthétiseur Chimique Automatique
Les synthétiseurs Chimiques Automatiques ont été développés pour automatiser divers processus de synthèse organique qui étaient auparavant effectués manuellement. Cet équipement contribue de manière significative à l’économie de main-d’œuvre et à l’efficacité dans le domaine de la recherche et du développement.
Il existe une grande variété de types, y compris ceux qui sont encore en cours de développement, mais les principaux types déjà sur le marché comprennent l’équipement de synthèse organique ordinaire en phase liquide, l’équipement de synthèse peptidique en phase solide par micro-ondes et l’équipement de synthèse en flux.
Comparés aux équipements analytiques, ces équipements ne sont pas encore aussi largement utilisés au niveau du laboratoire, mais le développement d’équipements actifs est en cours.
Utilisations des synthétiseurs Chimiques Automatiques
Les applications vont de la synthèse de composés organiques et de peptides au niveau du laboratoire à la synthèse parallèle dans le cadre du criblage de médicaments et du développement de procédés. Elles vont des petits produits pour les études à petite échelle aux grands produits de la classe de l’usine pilote pour les études de mise à l’échelle dans le cadre du développement de procédés.
En laboratoire, ils sont utilisés pour développer de nouvelles réactions, optimiser les voies de réaction synthétiques, etc. L’automatisation de cet équipement peut améliorer la reproductibilité, contrôler les conditions de réaction avec plus de précision et réduire le degré d’exposition de l’expérimentateur aux substances dangereuses. En outre, comme les données expérimentales sont automatiquement enregistrées sur l’ordinateur, il est possible d’obtenir des dossiers expérimentaux plus précis, et un contrôle précis de la température peut également être utilisé pour supprimer l’emballement thermique lors de l’ajout de réactifs.
Dans le domaine de la recherche de médicaments, le système permet une préparation plus efficace d’un grand nombre de composés principaux, ce qui conduit à une découverte efficace de germes de médicaments par le biais d’un criblage rapide et approfondi.
Dans le cadre du développement de procédés chimiques, le passage d’une synthèse à l’échelle du laboratoire à une synthèse à l’échelle de l’usine nécessite de résoudre un certain nombre de problèmes en termes d’efficacité, de sécurité et de coût de la synthèse. Le transfert et l’évacuation de la chaleur sont particulièrement importants, et l’efficacité peut être améliorée grâce à des contrôles tels que la calorimétrie de réaction à l’aide de synthétiseurs Chimiques Automatiques. L’automatisation de la concentration, du taux d’addition, de l’agitation, etc. par une machine facilite également le contrôle in situ, améliore la reproductibilité et permet une optimisation efficace des conditions.
Principe des synthétiseurs Chimiques Automatiques
Les Synthétiseurs Chimiques Automatiques en phase liquide peuvent être décrits comme une version mécanisée de la synthèse organique conventionnelle en éprouvette. La cuve de réaction est montée dans une chambre thermostatique dotée de fonctions de chauffage et de refroidissement, et l’ajout de réactifs et l’agitation (par exemple au moyen de pales d’agitation ou d’un agitateur magnétique) sont contrôlés mécaniquement à la vitesse appropriée. Les données expérimentales sont constamment contrôlées par divers capteurs et moniteurs et sont automatiquement enregistrées sur un ordinateur sous une forme précise et détaillée.
Le système de synthèse peptidique mécanise et automatise la synthèse peptidique par la méthode de synthèse en phase solide de Merrifield à l’aide d’une pompe. Dans la méthode de synthèse en phase solide de Merrifield, l’acide aminé protégé en position N-terminale est chargé sur une résine et le cycle de déprotection, de lavage, de réaction de condensation avec l’acide aminé protégé en position N-terminale et de lavage est répété dans la cuve de réaction. Les peptides sont ensuite clivés de la résine.
Il existe deux principaux types de méthodes de synthèse peptidique en phase solide, en fonction du groupe protecteur utilisé pour la protection N-terminale : tBoc et Fmoc. La déprotection tBoc est réalisée dans des conditions acides, principalement à l’aide d’acide trifluoroacétique (TFA), tandis que la déprotection Fmoc est réalisée dans des conditions basiques, principalement à l’aide de pipéridine. La méthode Fmoc déprotège dans des conditions basiques, principalement avec de la pipéridine. La méthode tBoc est considérée comme plus sujette aux réactions secondaires en raison des conditions acides dans lesquelles elle est finalement coupée de la résine, et les sous-produits de la méthode Fmoc sont facilement éliminés par le solvant (DCM (dichlorométhane) ou DMF (diméthylformamide)), ce qui a rendu la méthode Fmoc plus populaire au cours des dernières années. Méthode Fmoc. Les synthétiseurs Chimiques Automatiques présentent l’avantage, en plus des économies de temps et de coûts dues à l’automatisation, de pouvoir raccourcir le temps de réaction grâce à l’irradiation par micro-ondes de la cuve de réaction, par rapport à la synthèse manuelle.
L’équipement de synthèse en flux est un système automatisé contrôlé par une machine pour la chimie en flux (également connue sous le nom de méthodes en flux et de réactions en flux), qui a fait l’objet d’une recherche active ces dernières années. Les réactions conventionnelles en éprouvette sont appelées méthodes discontinues, mais la méthode discontinue a été associée à des problèmes de coûts de purification des intermédiaires synthétiques, d’efficacité du transfert de chaleur et de l’agitation, et de déchets expérimentaux. Les systèmes de synthèse en flux utilisent des colonnes ou des canaux microfluidiques au lieu d’éprouvettes ou de flacons, et une pompe est utilisée pour pomper une solution de deux réactifs ou plus dans le canal afin d’effectuer la réaction. Les types non catalytiques et catalytiques homogènes nécessitent une purification après réaction, mais lorsque des colonnes contenant des réactifs ou des catalyseurs immobilisés sont utilisées comme récipients de réaction, le coût de la purification après réaction peut être considérablement réduit.
Dans la chimie de flux, l’efficacité de la réaction est plus élevée car le volume de la cuve de réaction peut être plus petit que dans la méthode par lots, et la grande surface permet un échange de chaleur plus rapide et un contrôle plus précis de la température.