紫外線拡散透過性樹脂管を反応器とした場合の液相光反応特性

• Project/Area Number: 06650875
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 反応・分離工学
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 菅原 拓男 秋田大学, 鉱山学部, 教授 (10006679)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 1994: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: 含フッ素系医薬品 / フルオロ芳香族化合物 / フッ素系樹脂管 / 光反応器 / 紫外線照射 / 光反応特性 / スケールアップ / 拡散光吸収モデル

Research Abstract

本研究では,含フッ素系医薬品中間体として期待されているフルオロ芳香族化合物を,フッ素系樹脂管製光反応器を用い,高圧水銀灯による紫外線照射下,回分系循環方式によりジアゾ化合物の光脱ジアゾフッ素化により生成させるプロセスを取り上げ、反応生成物収率に及ぼす照射紫外線波長分布、照射強度、原料濃度の影響を調べると共に器壁付着物による影響も併せ調べ、光反応特性を明らかにすると共に反応器のスケールアップについて考察することを目的とした。
まず,目的部位にあらかじめアミンを導入した試薬をHF/ピリジン溶液中に溶解し,引き続きNaNO_2を加えてジアゾ化させ光反応原料とする。反応器としてはHFに浸食されず,紫外線を拡散透過させるフッ素系樹脂管を用いた。最初に,紫外線透過特性の異なるFEP管とPFA管を比較したところ,短波長を良く透過させるFEP管を用いた方がむしろ主生成物の収率が悪く,また器壁への付着物のために反応速度も低下するという現象がみられること,一方,PFA管を用いた場合光透過性が反応経過時間に関わらず一定でまた相対的に収率も良いことが分かった。
つぎに,PFA管型反応器について反応特性を調べたところ,目的生成物の生成速度は照射光強度に比例し,また高い反応率領域を除いて未反応物濃度には依存しないという結果が得られた。以上の実験結果から本反応系は光吸収により励起種が生成する過程が反応を支配していると推定した。引き続き解析結果に基づき光利用効率と反応収率の観点からスケールアップについて一般的に議論すべく,拡散光照射場における光吸収モデルをもとにして反応器特性を検討した。ここで最も大事なパラメータは光吸収係数であるが,本反応系では10.0cm^<-1>と見積もった。反応管(群)の最適管径及び最適配置の評価法について現在検討中である。