Tilbake til søkeresultatene

NAERINGSPH-Nærings-phd

Impurities in an industrial process - isolation, structure elucidation and mechanistic studies

Alternativ tittel: Forurensninger i en industriell prosess - isolasjon, strukturoppklaring og mekanistiske studier

Tildelt: kr 1,6 mill.

Arbeidet har fokusert på å fremskaffe detaljert kjemisk kunnskap om ett av syntesetrinnene i produksjon av røngtenkontrastmiddelet iohexol. Først ble de fire intermediatene som eksisterer underveis i syntesen fremskaffet. De ble strukturoppklart og NMR-analyser av disse gav interessante observasjoner som ble studert i detalj. Intermediatene har så blitt benyttet for å gi kunnskap om hvordan syntesen forløper ved ulike reaksjonsbetingelser. Videre syntese av alle intermediatene ble utført i liten skala ved ulike reaksjonsbetingelser for å bestemme endringer i reaksjonshastigheten. Intermediatene, starmateriale og sluttprodukt er også testet for termisk belastning. Dette har gitt nyttig kunnskap: reaksjonen er reversibel og biproduktdannelsen er mer fremtredende i enkelte deler av syntesen. Derfor er reaksjonsparameterne i denne fasen av syntesen ekstra viktig. Det har også blitt fremskaffet fem av biproduktene som dannes i mindre mengder i denne syntesen. Biproduktene har blitt analysert og sammenlignet med prøver fra produksjonen for å verifisere tilstedeværelse av disse forbindelsene i syntesetrinnet, og deretter har mekanismene for deres dannelse blitt studert i detalj. Flere av funnene knyttet til biprodukter har vært uventede og har gitt nyttig informasjon som har blitt benyttet i andre utviklingsprosjekter. Det har blitt publisert en populærvitenskapelig artikkel i bladet KJEMI, og det er gitt to foredrag på Kjemisk Institutt som omhandlet PhD arbeidet. Det er også påbegynt en vitenskapelig artikkel, som snart vil bli levert inn til fagfellevurdering.

Prosjektet har medført kompetanseheving hos både kandidaten og andre kolleger i avdelingen. Arbeidet har gitt verdifull kjemisk innsikt i syntesen som har vært viktig for forståelsen når en har holdt på med viktige forbedringsprosjekter for den aktuelle industrielle prosessen. Kompetansen en har tilegnet seg gjennom doktorgradsarbeidet har også blitt anvendt i andre FoU-prosjekter.

Preparation of iohexol (Figure 1) and other contrast agents for X-ray investigations [1-6] involve a number of synthetic steps, among these are iodination and acetylation. In each of them a number of by-products are formed [4,6], hence there is a need for several purification steps. An alternative, if possible, and generally better approach is to eliminate the formation of by-products to simplify the purification process. Studies by Dr. Håland show that this strategy works as intended for the acetylation step [6]. Another important factor in the iohexol process is the production capacity, studies to improve the overall reaction rates will hence be equally important. In this project the focus will be on iodination, a crucial step of the synthesis in iohexol from an isophthalic acid derivative (1). In this production step is raw material usage very important due to high cost, and to gain fundamental knowledge to decrease raw material use in this process is therefore important. The iodination is a stepwise reaction involving mono and diiodo compounds before the final triiodo compound is formed. LC-MS has shown diiodo compounds and other by-products in detectable quantities after quenching of the reaction [7]. The overall goal of the project is to improve production capacity and to develop a more cost-effective process. To achieve this fundamental knowledge of the iodination process is needed, including rates of the stepwise reaction, stability of reagents, mono-, di-, and triiodo compounds and the formation of by-products. This knowledge can be used to optimise the process with respect to yield, purity and overall rate of reaction. Based on what is reflected on above a project in four parts has been planned. (see Prosjektets hovedmål og delmål)

Budsjettformål:

NAERINGSPH-Nærings-phd