2021 Fiscal Year Annual Research Report
活性種の時空間制御が可能なフロー電解反応を基軸とする多段階連続反応システムの創製
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20H02513
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
跡部 真人 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90291351)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | フローマイクロリアクター / 有機電解反応 / 電解発生活性種 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、グリーン・サスティナブルケミストリーの一翼を担うことが期待される有機電解プロセスの高効率化、高選択化、高度制御化を指向し、「有機電解反応」と「マイクロフロー技術」との融合を推し進める。特に反応場が微小空間であるマイクロリアクターの特徴を最大限に利用し、電気化学的に発生させた高活性種あるいは不安定な基質や中間体を時間的・空間的に制御することで、従来法では決して実現できない全く新しい高効率・高選択的な多段階連続反応システムの創製を目指すことを目的とする。
2021年度は、研究項目「反応活性種の電解発生と後続化学反応への利用」を実証するため、電解フローマイクロリアクター中でのo-ベンゾキノンの発生と各種求核剤との後続化学反応をモデルプロセスとして検討を行った。
o-ベンゾキノンは、医農薬合成における非常に重要な原材料であり、対応するカテコールの酸化により発生させることができるが、容易に二量化やポリマー化してしまうために貯蔵が利かず、また市販もされていない。これに対し、電解フローマイクロリアクターを利用することで、不安定なo-ベンゾキノンをリアクター内で電解酸化により発生させたのち、速やかに各種求核剤との後続反応に供することで、目的のカップリング体の合成に成功した。さらに電解フローリアクターの構造最適化と電解条件の最適化を図り、効率的なo-ベンゾキノンの合成的利用条件を見出すことにも成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年度に予定されていた研究項目「反応活性種の電解発生と後続化学反応への利用」について、カテコールの陽極酸化によるo-ベンゾキノンの発生と各種求核剤との後続化学反応をモデルプロセスとしたことで問題なく実証された。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は研究項目「プレ化学反応で発生させた不安定化学種を基質とするフロー電解反応」について、任意のアルデヒドとアミンのプレ脱水反応による不安定イミンの発生とこれを利用する後続の電解カルボキシル化反応をモデルプロセスとして実証する。
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