JP2023051907A5

JP2023051907A5 -

Info

Publication number: JP2023051907A5
Application number: JP2022191731A
Authority: JP
Filing date: 2022-11-30
Publication date: 2023-05-17

Claims

モジュール式化学反応システムであって、
基板及び前記基板内に配置された複数のフロー構成要素を有する基板層であって、前記基板が外面を有する前記基板層、
前記複数のフロー構成要素に対して上にくる関係で前記基板の前記外面に選択的に取り付けられる複数のモジュールであって、少なくとも一部の前記複数のモジュールが前記複数のフロー構成要素の少なくとも一部と協働し、第１の化学反応の少なくとも１つのステップを実行するための第１の流体流路を生成し、前記第１の化学反応の少なくとも１つの状態を示す少なくとも１つの出力を生成するように構成された少なくとも１つの監視モジュールを含む前記複数のモジュール、
少なくとも１つの分析装置であって、各々が前記複数のモジュールの少なくとも１つのモジュールを通る前記第１の流体流路と作動的に連通するように位置し、前記化学反応が起こると前記化学反応の少なくとも１つの特性を示す少なくとも１つの出力を生成するように構成される前記少なくとも１つの分析装置、及び
前記少なくとも１つの監視モジュールと前記少なくとも１つの分析装置に通信可能に結合される処理回路であって、前記化学反応が起こると前記少なくとも１つの監視モジュールと前記少なくとも１つの分析装置から前記少なくとも１つの出力を受け取り前記化学反応を監視するように構成される前記処理回路
を含み、また
前記複数のモジュール及び前記基板層内の前記フロー構成要素は、第２の化学反応の少なくとも１つのステップを実行するための第２の流体流路を生成するために、最短切り替え期間内の選択的再配置のために構成され、前記第２の流体流路が、前記第１の流体流路とは異なる
前記モジュール式化学反応システム。
前記少なくとも１つの監視モジュールの各監視モジュールは、前記第１の化学反応の少なくとも１つの状態を示す前記少なくとも１つの出力を生成するように構成されたセンサまたは処理構成要素を含み、前記少なくとも１つの状態は、温度、圧力、流量、前記第１の反応によって生成される生成物の識別、試薬の消費速度、副産物の識別、収率、選択性、純度、を含む、請求項１に記載のモジュール式化学反応システム。
少なくとも一部の前記複数のモジュールが前記複数のフロー構成要素の少なくとも一部と協働し、第１の化学反応の少なくとも１つのステップを実行するための第１の流体流路を生成し、前記少なくとも１つの監視モジュールは、前記第１の化学反応の少なくとも１つの状態を示す少なくとも１つの出力を生成するように構成され、前記処理回路は、前記少なくとも１つの監視モジュールと前記少なくとも１つの分析装置に通信可能に結合される、請求項１に記載のモジュール式化学反応システム。
前記処理回路はコンピューティングデバイスを含み、
前記複数のモジュールは、
フローモジュールであって、
前記複数のフロー構成要素の第１のフロー構成要素と流体連通するように位置するように構成された入口と、
少なくとも前記第１の流体流路と前記分析装置との間に作動的な連通を提供するように、前記分析装置と作動的に連通するように位置するように構成された分析出口と、
を備えるフローモジュールを含む、
請求項１に記載のモジュール式化学反応システム。
前記処理回路が前記基板の前記外面に選択的に取り付け可能な少なくとも１つの制御モジュールを備える、請求項１に記載のモジュール式化学反応システム。
前記複数のモジュールが、前記化学反応のステップの位置に対応する少なくとも１つの処理モジュールを含み、前記少なくとも１つの監視モジュールが、少なくとも１つの調節器モジュールを含み、各調節器モジュールが、少なくとも前記第１の流体流路と流体連通または熱連通で配置され、前記化学反応の１つ以上の所望の状態を達成、維持、及び／または測定するように構成され、
前記少なくとも１つの調節器モジュールの第１の調節器モジュールは、前記流体流路の一部と流体及び／または熱連通して配置され、前記調節器モジュール内の流体の少なくとも１つの特性を示す出力を生成するように構成された、温度、圧力、または流量センサを備える、請求項１に記載のモジュール式化学反応システム。
前記処理回路が前記少なくとも１つの監視モジュールと前記少なくとも１つの分析装置からの前記出力を使用して、前記少なくとも１つの処理モジュールと前記少なくとも１つの調節器モジュールの動作を調整し、前記化学反応を最適化するように構成されている、請求項６に記載のモジュール式化学反応システム。
前記少なくとも１つの処理モジュールが反応器または分離器を含む、請求項６または請求項７に記載のモジュール式化学反応システム。
前記少なくとも１つの処理モジュールが反応器を含み、前記反応器が、加熱管型反応器または充填床反応器である、請求項８に記載のモジュール式化学反応システム。
前記少なくとも１つの処理モジュールが分離器を含み、前記分離器が液／液分離器または液／気分離器である、請求項８に記載のモジュール式化学反応システム。
前記複数のフロー構成要素が、複数のフローコネクタを含み、各フローコネクタが選択的に
（ａ）前記化学反応を行うための前記第１及び第２の流体流路の少なくとも１つの一部を形成するように、または
（ｂ）フローコネクタが前記第１及び第２の流体流路と流体連通しないように前記第１及び第２の流体流路を形成する前記フローコネクタから外れるように、
構成される、請求項１に記載のモジュール式化学反応システム。
前記少なくとも１つの調節器モジュールが複数の調節器モジュールを備え、前記第１及び第２の流体流路は、調節器モジュールのそれぞれ第１及び第２の配置によって少なくとも部分的に画定され、調節器モジュールの前記第１及び第２の配置は互いに異なり、逆止弁、ティー型フィルタ、フロー調節器、圧力検知モジュール、圧力リリーフバルブ、圧力調節器、チューブアダプタ、バルブ、ポンプ、制御弁モジュール、温度監視モジュール、温度制御モジュール、ヒーター、またはクーラーの少なくとも５つを含む、請求項６または請求項７に記載のモジュール式化学反応システム。
前記少なくとも１つの分析装置が複数の分析装置を備え、前記複数の分析装置の第１の構成は、前記第１の流体流路と作動的に通信し、前記複数のモジュール及び前記基板層内の前記フロー構成要素は、前記複数の分析装置の第２の構成と前記第２の流体流路との間の作動的な通信を確立するための選択的な再構成のために構成され、前記複数の分析装置の前記第１及び第２の構成が、ＵＶ－Ｖｉｓ分光計、近赤外（ＮＩＲ）分光計、ラマン分光計、フーリエ変換赤外線（ＦＴ－ＩＲ）分光計、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光計、または質量分析計（ＭＳ）の少なくとも２つを含む、請求項６または請求項７に記載のモジュール式化学反応システム。
前記第１の流体流路は液体流路である、請求項１～７及び１１のいずれか一項に記載のモジュール式化学反応システム。
前記複数のモジュール及び前記複数のフロー構成要素が、前記基板に対する前記複数のモジュールと前記複数のフロー構成要素の位置を変化させることなく前記第２の流体流路への前記第１の流体流路の修正を可能にするように構成され、前記第２の流体流路は、前記第１の流体流路の一部を画定しない少なくとも１つのモジュールを含む、請求項１に記載のモジュール式化学反応システム。
請求項１～１５のいずれか一項のシステムの前記第１の流体流路に少なくとも１つの試薬を導入すること、及び
前記少なくとも１つの試薬を用いて化学反応の少なくとも１つのステップを行うこと
を含むモジュール式化学反応の方法。
前記表面実装層の少なくとも１つのモジュール及び前記基板層の少なくとも１つのフロー構成要素を使用して、前記第１の流体流路を修正すること、及び
前記修正された第１の流体流路を使用して、第２の化学反応の少なくとも１つのステップを実行すること、
をさらに含み、
前記少なくとも１つのフローモジュール及び前記少なくとも１つのフロー構成要素は、最短の切り替え期間内に前記修正された第１の流体流路を生成するように選択的に再配置され、
任意的に、前記少なくとも１つのモジュール及び前記少なくとも１つのフロー構成要素の位置は、前記基板に対して変更されず、前記修正された第１の流体流路は、前記第１の流体流路の一部を画定しなかった少なくとも１つのフローモジュールを含む、請求項１６に記載のモジュール式化学反応の方法。
前記化学反応が、複数の連続ステップを含むマルチステップ化学合成であり、前記複数の連続ステップの各ステップは、前記複数のモジュールの少なくとも１つのモジュール内の試薬の流れに対応する、請求項１６に記載のモジュール式化学反応の方法。
前記方法は、前記基板層から前記複数のモジュールの任意のフローモジュールを切断することなく、または前記複数のモジュールに対する前記複数のフロー構成要素の任意のフロー構成要素の位置を調整することなく、前記第１の流体流路を修正することをさらに含む、請求項１６または請求項１７に記載のモジュール式化学反応の方法。
前記複数のモジュールの少なくとも１つのフローモジュールは、
フローバルブであって、該フローバルブを通り、異なる流れの特性を生成するように構成された少なくとも第１及び第２の流れ位置の間で選択的に調整可能なフローバルブを含み、
前記第１の液体流路を修正することは、少なくとも前記第１及び第２の流れ位置の周囲及び間で前記フローバルブを選択的に移動することを含む、請求項１９に記載のモジュール式化学反応の方法。
前記複数のモジュールの追加のフローモジュールを前記基板層の前記外面に取り付けることであって、前記追加のフローモジュールは、反応器または分離器である、前記取り付けること、及び
前記追加のフローモジュールと前記第１の流体流路との間に流体連通を確立することをさらに含む、請求項１６～２０のいずれか一項に記載のモジュール式化学反応の方法。
モジュール式化学反応システムであって、
基板及び前記基板内に配置された複数のフロー構成要素を有する基板層であって、前記基板が外面を有する前記基板層と、
前記複数のフロー構成要素に対して上にくる関係で前記基板の前記外面に選択的に取り付けられる複数のモジュールであって、前記複数のモジュールは、前記複数のフロー構成要素と共働して、化学反応の少なくとも１つのステップを実行するための流体流路を形成する、複数のモジュールを含み、
前記複数のモジュールは、
少なくとも１つの処理モジュールであって、前記少なくとも１つの処理モジュールの各処理モジュールは前記化学反応のステップの位置に対応する、少なくとも１つの処理モジュールと、
少なくとも１つの調節器モジュールであって、前記少なくとも１つの調節器モジュールの各調節器モジュールが、前記流体流路と流体連通または熱連通して配置され、前記化学反応の１つ以上の所望の状態を達成、維持、及び／または測定するように構成されている、少なくとも１つの調節器モジュールと、
少なくとも１つの分析装置であって、各分析装置が少なくとも１つのモジュールを通る前記流体流路と作動的に連通するように位置し、前記化学反応が起こると前記化学反応の少なくとも１つの特性を示す少なくとも１つの出力を生成するように構成される、少なくとも１つの分析装置と、
前記複数のモジュールと前記少なくとも１つの分析装置に通信可能に結合される処理回路であって、前記少なくとも１つの分析装置からの前記少なくとも１つの出力を受け取って、前記少なくとも１つの出力を使用して前記少なくとも１つの処理モジュールと前記少なくとも１つの調節器モジュールの動作を調整し、前記化学反応を最適化するように構成される前記処理回路とを含む、
モジュール式化学反応システム。
反応器であって、
内部チャンバ及び前記内部チャンバと流体連通する入口と出口を画定する本体を含み、
前記反応器の前記本体が、基板層の上面に選択的に取り付け可能であり、前記本体の前記入口と出口、及び前記基板層内で少なくとも部分的に画定される流体流路のそれぞれの部分との間で流体連通を各々確立する、反応器。
分離器であって、
内部チャンバ及び前記内部チャンバと流体連通する入口と出口を画定する本体を含み、
前記分離器の前記本体が、基板層の上面に選択的に取り付け可能であり、前記本体の前記入口と出口、及び前記基板層内で少なくとも部分的に画定される流体流路のそれぞれの部分との間で流体連通を各々確立する、分離器。
分析フローセルであって、
内部チャンバ及び前記内部チャンバと流体連通する分析出口を画定する本体を含み、
前記分析フローセルの本体が、基板層の上面に選択的に取り付け可能であり、前記本体の第１の入口と第１の出口及び前記基板層内で少なくとも画定される流体流路のそれぞれの部分との間で流体連通を各々確立し、
前記本体の前記分析出口が分析装置と流体連通する配置で構成される、分析フローセル。
モジュール式化学反応システムであって、
基板及び前記基板内に配置された複数のフロー構成要素を有する基板層であって、前記基板が外面を有する、基板層と、
前記複数のフロー構成要素に対して上にくる関係で前記基板の前記外面に選択的に取り付けられる複数のモジュールであって、前記複数のモジュールの少なくとも一部が前記複数のフロー構成要素の少なくとも一部と協働して、第１の化学反応の少なくとも１つのステップを行うための第１の流体流路を生成し、前記複数のモジュールが、前記第１の化学反応の少なくとも１つの状態を示す少なくとも１つの出力を生成するように構成される少なくとも１つの監視モジュールを含む前記複数のモジュールと、
前記少なくとも１つの監視モジュールに通信可能に結合される処理回路であって、前記化学反応が起こると前記少なくとも１つの監視モジュールから前記出力を受け取り前記化学反応を監視するように構成される前記処理回路を含み、
前記複数のモジュール及び前記基板層内の前記フロー構成要素は、最短の切り替え期間内に選択的に再構成して第２の化学反応の少なくとも１つのステップを行うための第２の流体流路を生成するよう構成され、前記第２の流体流路は前記第１の流体流路と異なる、モジュール式化学反応システム。