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化学者のつぶやき

有機合成で発生する熱量はどのくらい?EasyMax HFCal

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有機合成を行うと多くの場合発熱が見られます。発熱が大きい、小さいだけの情報では小容量では問題無いのですが、スケールを大きくすると様々な問題が発生してきます。

時にはそれが大きな事故につながることもあり、熱量の制御は化学反応において大きな課題となっています。

今回はこの熱の大きさを求める事のできる機械を試す事ができました。

それがメトラー・トレド社から発売されている

EasyMax HFCal

という製品です。

トータルの発熱量がマウス操作だけで得る事ができました、合わせて熱の出るタイミングもトレンドとして得る事ができ反応追跡にも使えそうです。

単体で動かすものというよりか、同社の有機合成装置に設置できるオプションという位置付けになります。今年でた新製品というわけではないですが、せっかく試すことができましたので今回はこの製品についてご紹介したいと思います。まずは、製品デモをオンラインで行いましたので以下の動画をみてただければ分かりやすかと思います。

反応熱量計を使用すると何がわかる?

反応熱量計を使用すると下記がわかります。

  • 反応開始点・反応終点
  • 反応速度に影響を与える要因
  • 発生するエネルギーとタイミング
  • 総括伝熱係数U
  • 断熱温度上昇
  • 熱による反応率
  • 蓄熱
  • スケールアップ時に必要な冷却能力
  • 暴走シナリオ
  • プロセス安全性の5段階評価

以上のことは、反応を理解するために必要なことですし、安全性を考えればこれらをしっかり測定しておくことが重要となります。

反応熱量計の必要性とは?

繰り返しになりますが、新規化合物を開発し製造へとスケールアップするには、反応経路や製造法など全てのプロセスパラメーターを理解することが必要です。特にスケール変更した際の安全性を確保するためには、スケールアップパラメータと並んで、安全性に関する情報も重視する必要があります。

小スケールの段階からより良い反応熱の情報が得られることにより、最終的な時間と労力を省き開発を迅速化することができます。

プロセス安全性評価機器

 以前ご紹介したEasyMax(パーソナル有機合成装置 EasyMax 402 をデモしてみた | Chem-Station (ケムステ))にオプションで反応熱量計を追加することもできます。

今回行ったデモでは、無水酢酸の水和反応を基に発熱量の算出を行いました。1回の実験から断熱温度上昇や反応熱、安全性検討など多くの情報を得ることができたと思います。

試薬添加のトレンド上に反応熱や未反応物の蓄積などの重ね書きが可能で、データを可視化、数値化することができました。

お問い合わせ先

お客様先でのデモンストレーションもできるそうですので、ご興味ございましたら下記からお問い合わせ可能です。

化学プロセスの安全性評価 | メトラー・トレド (mt.com)

また、関連したセミナーも8月下旬以降から開催されているようで合わせてご確認いただければと思います。

■8月31日(木) 13:30~14:30 晶析プロセスの最適化やPATの活用・解析のコツをご紹介

晶析アドバンスセミナー | メトラー・トレド (mt.com)

■9月20日(水) 10:00-11:30  研究開発におけるラボのデジタル化DXについてご紹介

デジタル化の未来!有機合成や晶析プロセスの実験データ管理 | メトラー・トレド (mt.com)

■10月20日(金) 13:30-14:30 医薬・化学業界におけるプロセス開発を促進、効率化

十全化学後藤様によるPATを活用した反応解析の事例紹介 | メトラー・トレド (mt.com)

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Chem-Station代表。早稲田大学理工学術院教授。専門は有機化学。主に有機合成化学。分子レベルでモノを自由自在につくる、最小の構造物設計の匠となるため分子設計化学を確立したいと考えている。趣味は旅行(日本は全県制覇、海外はまだ20カ国ほど)、ドライブ、そしてすべての化学情報をインターネットで発信できるポータルサイトを作ること。

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