革新的アミノ酸合成法の構築を指向する連続フロー反応システムの創出
| Project/Area Number |
22K18915
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
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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) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | フロー反応 / 多段階連続反応 / アミノ酸合成 |
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| Outline of Research at the Start |
アミノ酸は食品、医薬品、化粧品など我々の日常生活において幅広く利用される有用な化合物である。しかしながら、従来のアミノ酸の化学合成法には、毒性の高いシアン化物や重金属試薬が多用されており、持続可能な社会実現のために、環境に調和した革新的な新規反応プロセスに置き換える必要がある。そこで本研究では既往のアミノ酸合成プロセスに代わり得る革新的なアミノ酸合成法の構築を目指し、試薬フリーでありながら電位や電流値の制御により常温・常圧下で高度な合成反応が実施でき、連続的かつ効率的な生産も実現できるフロー電解技術を基軸とした連続フロー反応システムを世界に先駆け創出する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では持続可能な社会の実現に資する革新的なアミノ酸合成プロセスの構築を念頭に、連続フロー反応システムの創出を目指す。アミノ酸の合成原料としては、安価で入手容易なアルデヒド、アミンならびにCO2を用いることを想定している。すなわち、アルデヒドとアミンとの脱水縮合によりイミン中間体を生成し、これをCO2が溶存する電解液と混合させた後、フロー電解リアクター中においてカルボキシル化を行うことで、目的のアミノ酸が合成できるものと着想した。また、この方法は連続的なフロー反応に立脚していることから、脂肪族アルデヒドや窒素上が保護されていないアミン由来の不安定な中間体イミンを生成する場合においても即座に後続の電解カルボキシル化に供することが出来る。これにより、これまで合成実績のない種々の新規脂肪族アミノ酸の合成も見込まれる。さらに、後続過程のカルボキシル基の導入にあたっては、試薬を用いずに安価で無毒なCO2を電気化学的に導入できる電解カルボキシル化を採用することから、有毒なシアン化物イオンを用いるストレッカー法や重金属試薬を用いる従来の化学合成法に比して、環境調和性が格段に向上する。
上記のような目的を達成するため、最終年度となる2023年度はカラムフロー脱水システムとフロー電解技術を組み合わせた連続フロー反応システムを構築した。また、各種アルデヒドおよびアミンを用いて、これまで合成実績のない新規アミノ酸をはじめとする種々のアミノ酸合成を実証した。
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Report
(2 results)
Research Products
(27 results)
