• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

マイクロフローを利用した革新的有機光反応システムの開拓

Publicly Offered Research

Project AreaMiddle molecular strategy: Creation of higher bio-functional molecules by integrated synthesis.
Project/Area Number 16H01154
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

垣内 喜代三  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60152592)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsフローマイクロリアクター / 有機光反応 / 不活性試薬 / 二相系セグメントフロー / CMOSイメージセンサ / 有機光反応システム / マイクロ・ナノデバイス / マイクロフロー / CMOSセンサ / オンタイム有機光反応システム
Outline of Annual Research Achievements

フローマイクロリアクター中において、不斉[2+2]光付加環化反応を、有機溶液一相系だけでなく、意図的に水を不活性相として導入した有機-水交互相からなるセグメントフロー条件下で検討した。その結果、一相系でもバッチ型反応器に比べて加速したことに加え、セグメントフロー環境下ではさらに反応が加速し、最高で2倍加速することを見出している。
この要因を明らかにするために、キラル補助基を含まないベンゾイルギ酸エチルエステルと2,3-ジメチル-2-ブテンとの同様のパテルノ-ビュッヒ型[2+2]光付加環化反応をモデル反応として、フローモード効果についてより詳細に検討を行った。用いる溶媒、その粘度と屈折率、反応時間、温度、濃度などのパラメータを系統的に調査した結果、屈折率の違いによる光閉じ込め効果が本反応の高効率化に効果的に働いているとの仮説を得た。また、有機セグメント内での高速混合に由来する加速化も観測された。これらの効果は、水を不活性相に用いたセグメントフロー環境下のみならず、水の代わりに窒素ガスを用いた場合にも有効に働き、有機光反応を高効率化することが明らかとなった。
革新的有機光反応システム構築のためのセンサの開発については、偏光分析性能の制限要因として残されていたコンピュータでのデータ処理プログラムの改善を行った。プログラムを全面的に見直し、フィッティングアルゴリズムを最適化することで、従来より安定して正確な旋光度推定を実現した。

Research Progress Status

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Remarkable Improvement of Organic Photoreaction Efficiency in the Flow Microreactor by the Slug Flow Condition Using Water2016

    • Author(s)
      Momoe Nakano, Yasuhiro Nishiyama, Hiroki Tanimoto, Tsumoru Morimoto, and Kiyomi Kakiuchi
    • Journal Title

      Org. Process Res. Dev.

      Volume: 20 Issue: 9 Pages: 1626-1632

    • DOI

      10.1021/acs.oprd.6b00181

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Regioselective Intramolecular [2+2] Photocycloaddition of 1-Cyanonaphthalenes Bearing Cycloalkenyl Groups Using Flow Microreactor2018

    • Author(s)
      Kazuhiko Mizuno, Jiro Noguchi, Momoe Nakano, Yasuhiro Nishiyama, Hajime Maeda, and Kiyomi Kakiuchi
    • Organizer
      The First International Conference on Automated Flow and Microreactor Synthesis(ICAMS-1)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement of Organic Photoreaction Efficiency by Difference of Refrakutive Index of Each Segment in Slug Flow Mode2018

    • Author(s)
      Jiro Noguchi, Momoe Nakano, Yasuhiro Nishiyama, and Kiyomi Kakiuchi
    • Organizer
      The First International Conference on Automated Flow and Microreactor Synthesis(ICAMS-1)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Miniature in-line chiral analyzer based on polarization-analyzing CMOS image sensor2018

    • Author(s)
      Takashi Tokuda, Yasuto Mori, Makito Haruta, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Momoe Nakano, Yasuhiro Nishiyama, Tsumoru Morimoto, Kiyomi Kakiuchi, and Jun Ohta
    • Organizer
      The First International Conference on Automated Flow and Microreactor Synthesis(ICAMS-1)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロフローを利用した革新的有機光反応システムの開拓2018

    • Author(s)
      中野百恵、野口次郎、西山靖浩、徳田 崇、垣内喜代三
    • Organizer
      反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製 第5回成果報告会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] フローマイクロ光化学に基づく有機光反応システムの開拓2018

    • Author(s)
      中野百恵・西山靖浩・徳田崇・森本積・垣内喜代三
    • Organizer
      反応集積化が導く中分子戦略 高次生物機能分子の創製 第6回公開成果報告会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Flow Microreactor Technique for Highly Eficient Photoreactions under Slug Flow Conditions Using Unreactive Substances2018

    • Author(s)
      Momoe Nakano, Jiro Noguchi, Yasuhiro Nishiyama, and Kiyomi Kakiuchi
    • Organizer
      27th PhotoIUPAC 2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フローマイクロ光化学による効率的物質合成2018

    • Author(s)
      垣内喜代三
    • Organizer
      有機合成夏期セミナー
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Innovative approach for highly efficient organic photoreactions in flow microreactors by using unreactive substances2018

    • Author(s)
      Momoe Nakano, Jiro Noguchi, Yasuhiro Nishiyama, Tsumoru Moromoto, and Kiyomi Kakiuchi
    • Organizer
      2018年光化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] テルペン合成からフロー光化学への展開2018

    • Author(s)
      垣内喜代三
    • Organizer
      第62回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会(TEAC2018)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Synthesis of fluorine compounds at interface of two phase flow in flow microreactors2017

    • Author(s)
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 偏光計測CMOSイメージセンサを用いたマイクロリアクタ向け不斉反応計測デバイスの性能向上2017

    • Author(s)
      野口次郎、中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロリアクタ向け不斉分析用偏光分析CMOSイメージセンサの消光性能向上2017

    • Author(s)
      宮崎駿佑、中塚篤志、中野百恵、春田牧人、野田俊彦、笹川清隆、徳田崇、西山靖浩、垣内喜代三、太田 淳
    • Organizer
      平成29年電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス(富山県・富山市)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] フローマイクロリアクター内での不活性試薬を用いた高効率な有機光反応2017

    • Author(s)
      中野百恵、野口次郎、西山靖浩、垣内喜代三
    • Organizer
      反応集積化が導く中分子戦略高次生物機能分子の創製 第3回新学術領域「中分子戦略」若手シンポジウム
    • Place of Presentation
      聖護院御殿荘(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2017-03-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロフローを利用した革新的有機光反応システムの開拓2017

    • Author(s)
      西山靖浩、徳田崇、垣内喜代三
    • Organizer
      反応集積化が導く中分子戦略高次生物機能分子の創製 第3回公開成果報告会
    • Place of Presentation
      早稲田大学西早稲田キャンパス(東京都・新宿区)
    • Year and Date
      2017-01-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機光反応の有用性とマイクロリアクターを利用した光反応の高効率化2017

    • Author(s)
      垣内喜代三
    • Organizer
      第66回和歌山県化学技術者協会総会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 不活性相を用いたスラグフローによる高効率な有機光反応の開発2017

    • Author(s)
      野口次郎、中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • Organizer
      第38回光化学若手の会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロリアクターの二相系界面を利用した有機光反応2017

    • Author(s)
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • Organizer
      第38回光化学若手の会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] フローマイクロリアクターを用いた有機光反応の高効率化2017

    • Author(s)
      垣内喜代三
    • Organizer
      第31回フロー・マイクロ合成研究会 公開講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] マイクロフローを利用した革新的有機光反応システムの開拓2017

    • Author(s)
      中野百恵、野口次郎、西山靖浩、徳田崇、垣内喜代三
    • Organizer
      反応集積化が導く中分子戦略 高次生物機能分子の創製 第4回公開成果報告会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 交互流内の屈折率の差を利用したフローマイクロリアクター中における有機光反応の高効率化2017

    • Author(s)
      野口次郎、中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • Organizer
      2017年光化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機/水二相スラグ流による[2+2]光環化反応2017

    • Author(s)
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • Organizer
      第34回有機合成化学セミナー
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] フロー式有機光反応の新技術~二相交互流を利用した光の閉じ込め~2017

    • Author(s)
      中野百恵、野口次郎、西山靖浩、垣内喜代三
    • Organizer
      マイクロプロセス最前線シリーズ-業界の変革と挑戦を促すための共有と交流の場-
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Highly Efficient Photoreactions under Slug Flow Conditions2017

    • Author(s)
      Momoe Nakano, Jiro Noguchi, Yasuhiro Nishiyama, and Kiyomi Kakiuchi
    • Organizer
      The 11th International Symposium on Integrated Synthesis (ISONIS-11) The 3rd International Symposium on Middle Molecular Strategy (ISMMS-3)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficient Photoreactions in Flow Microreactors with Hg Lamp and Visible LED Lamp2017

    • Author(s)
      Yasuhiro Nishiyama, Momoe Nakano, Jiro Noguchi, Hajime Mori, and Kiyomi Kakiuchi
    • Organizer
      The 11th International Symposium on Integrated Synthesis (ISONIS-11) The 3rd International Symposium on Middle Molecular Strategy (ISMMS-3)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement of Photoreactions Efficiency in Flow Microreactors under Slug Flow Conditions2016

    • Author(s)
      Yasuhiro Nishiyama, Momoe Nakano, Jiro Noguchi, Kiyomi Kakicuhi
    • Organizer
      The 10th International Symposium on Integrated Synthesis (ISONIS-10)
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県・淡路市)
    • Year and Date
      2016-11-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Highly efficient organic photoreactions under slug flow conditions in flow microreacters2016

    • Author(s)
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • Organizer
      2016年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場キャンパス(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 偏光計測CMOSイメージセンサを用いたマイクロリアクタ向け不斉反応計測デバイスの性能向上2016

    • Author(s)
      中塚篤志、中野百恵、竹原宏明、野田俊彦、笹川清隆、徳田崇、西山靖浩、垣内喜代三、太田淳
    • Organizer
      映像情報メディア学会年次大会2016
    • Place of Presentation
      三重大学工学部(三重県・津市)
    • Year and Date
      2016-08-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロリアクターを利用した有機光反応における高生産性手法の開発2016

    • Author(s)
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • Organizer
      反応集積化が導く中分子戦略高次生物機能分子の創製 第2回新学術領域「中分子戦略」若手シンポジウム
    • Place of Presentation
      ニュー砂丘荘(鳥取県・鳥取市)
    • Year and Date
      2016-08-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 水を利用したスラグフローによる高効率な有機光反応の開発2016

    • Author(s)
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • Organizer
      第37回光化学若手の会
    • Place of Presentation
      アイアイランド(大阪府・四条畷市)
    • Year and Date
      2016-06-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Book] 光化学フロンティア2018

    • Author(s)
      垣内喜代三、西山靖浩(分担執筆、水野一彦、宮坂博、池田浩編)
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      化学同人
    • ISBN
      9784759814194
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 反応制御科学研究室

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/kakiuchi/index-j.html

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 反応制御科学研究室

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/kakiuchi/index-j.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2019-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi