2019 Fiscal Year Annual Research Report
フローマイクロ光化学に基づく革新的有機光反応システムの開拓
Publicly Offered Research
| Project Area | Middle molecular strategy: Creation of higher bio-functional molecules by integrated synthesis. |
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| Project/Area Number |
18H04414
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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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)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | フローマイクロリアクター / 有機光反応 / 二相交互流 / CMOSイメージセンサ / インライン不斉計測システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度は、有機反応相に対して反応に全く関与しない水を不活性相として意図的に導入した、有機－水交互相からなるセグメントフロー法（二相交互流法）が、有機反応液のみを送液する単一相フロー法に比べて光反応の反応効率を向上させる要因として、薄膜形成効果、液内高速混合効果、光閉じ込め効果の３つの相乗効果であることを実験的に明らかにした。今年度は、本手法を活用した生産プロセスの実効性を視野に入れ、不活性物質として窒素ガスの利用可能性を検証した。
まず、不活性物質として窒素ガスを利用した場合でも反応効率は大幅に向上することを明らかにした。これにより、反応後に不活性物質と有機反応液との分離操作が不要となり、生産プロセスとして簡略化を達成できた。また、不活性物質として水を利用した場合と同様に上述の３つの効果の有無を検証した結果、これらがいずれも反応効率の向上に寄与し、相乗的に働いていることを明らかにできた。さらに、有機反応液と不活性物質とのフラグメント比を変化させて実施した光反応の結果、約5%（20:1）の不活性物質を混合させるだけでも上述の３効果が得られ、生産性の面でも単一相フロー式反応を上回ることを見出した。最後に、二相交互流法を種々の有機光反応へ適用し、その一般性を検証した。反応の種類により適用できない場合が見られたが、各反応に適した最適な二相交互条件を設定することにより、適用できるものと期待される。
センシングシステムの開発においては、新しいマイクロフローセルの方式・構造検討を行った。３波長以上を導入して吸光・旋光を行うことで、反応・生成物の数が増えた場合のin situ不斉反応のモニタリングに対応できると期待される。具体的なフローセル構造および光学系の設計を行い、コンセプトの実現性を確認した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Accelerated Organic Photoreactions Using N2 Gas as an Unreactive Substance in Flow Microreactors2019
Author(s)
Momoe Nakano, Tsumoru Morimoto, Jiro Noguchi, Hajime Mori, Shin-ichi Tokumoto, Hideyuki Koishi, Yasuhiro Nishiyama, and Kiyomi Kakiuchi
Organizer
International Joint Symposium on Synthetic Organic Chemistry (ICSFC, ICAMS-2, ISONIS-12, ISMMS-5)
Int'l Joint Research
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