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低エントロピー反応空間が実現する高秩序触媒反応化学の総括

総括班

研究領域低エントロピー反応空間が実現する高秩序触媒反応化学
研究課題/領域番号 21H05079
研究種目

学術変革領域研究(B)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2022-2023)
東京大学 (2021)

研究代表者

宮村 浩之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00548943)

研究分担者 布施 新一郎  名古屋大学, 創薬科学研究科, 教授 (00505844)
浅野 周作  九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (30827522)
永木 愛一郎  北海道大学, 理学研究院, 教授 (80452275)
研究期間 (年度) 2021-08-23 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード低エントロピー反応空間 / 触媒的有機合成化学 / 流体・反応シミュレーション / フローマイクロ合成 / 不均一系触媒 / 協調触媒 / 連続フロー合成 / 異分野融合 / 触媒的有機合成 / フローマイクロリアクター / 流体・反応シュミレーション
研究開始時の研究の概要

本研究領域では触媒反応系における反応経路の高秩序化を可能とする「反応に関与する化学種が高度に秩序だって存在する空間」を「低エントロピー反応空間」と定義する。本反応空間はマイクロメートルからプロセス生産可能なサイズの様々な連続フロー反応系に創出できる。有機化学、化学工学、物理化学の分野横断的な連携と、実験系と流体・反応シュミレーションの連携により、有機合成触媒化学における活性および選択性を自在に制御可能な低エントロピー反応空間の設計のための新理論構築を行う。

研究成果の概要

本領域研究では有機化学、化学工学、物理化学の分野横断的な連携と、実験系と流体・反応シミュレーションの連携により、有機合成触媒化学における活性および選択性制御のための新理論の構築を目的とし、領域シンポジウムや異分野融合シンポジウムの開催、国際コンソーシアムの立ち上げに加え、様々なメディアによる領域の学術理論や成果を発信した。総括班は、計画研究代表者間の共同研究に向けた、相互訪問による、相互の技術習得とより緻密な共同研究実施についての支援を行い、化学工学と触媒化学、有機合成化学の連携により、不均一系触媒を用いる多相系連続フロー反応の複雑なメカニズムを解き明かすことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

持続可能な社会実現に向け、バルク品に代わり高付加価値化成品の需要が益々高まっている中、活性化エネルギーを低下させ、省環境負荷、省物質消費を可能とする触媒は、有機合成化学において中心的な役割を果たしている。連続フロー合成は近年その発展が目覚ましく、バッチ系では達成困難な理想的な反応系を実現してきた。本領域では、有機化学、化学工学、物理化学の分野横断的な連携と、実験系と流体・反応シミュレーションの連携により、高付加価値化成品の合成も含めた様々な連続フロー触媒反応の開発を達成すると同時に、連続フロー生産プロセスに関する国際コンソーシアムの立ち上げなど、国際的な学術交流にも貢献した。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Impact of gas-solid direct contact on gas-liquid-solid reaction performance in a flow reactor2023

    • 著者名/発表者名
      Asano Shusaku、Miyamura Hiroyuki、Matsushita Mizuki、Kudo Shinji、Kobayashi Sh?、Hayashi Jun-ichiro
    • 雑誌名

      Journal of Flow Chemistry

      巻: 14 号: 1 ページ: 329-335

    • DOI

      10.1007/s41981-023-00295-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Introduction about JSPS Grant-in-Aid for Transformative Research Areas 'Low Entropy'2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Miyamura
    • 学会等名
      CES-CHEM Meeting 2023,Bangsaen, Chonburi, Thailand
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 低エントロピー・領域紹介2022

    • 著者名/発表者名
      宮村浩之
    • 学会等名
      糖化学ノックイン・低エントロピー 領域横断研究交換会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 不均一系触媒および複雑触媒系に即した低エントロピー反応空間の設計理論 研究紹介2022

    • 著者名/発表者名
      宮村浩之
    • 学会等名
      糖化学ノックイン・低エントロピー 領域横断研究交換会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] フロー高速反応速度論解析による低エントロピー反応空間の理論構築 研究紹介2022

    • 著者名/発表者名
      永木 愛一郎
    • 学会等名
      糖化学ノックイン・低エントロピー 領域横断研究交換会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 低エントロピー反応空間での短寿命複合体制御を起点とする有機分子 触媒化学の変革 研究紹介2022

    • 著者名/発表者名
      布施 新一郎
    • 学会等名
      糖化学ノックイン・低エントロピー 領域横断研究交換会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] フロー反応シミュレーションによる低エントロピー反応空間の基礎理 論と設計論の構築 研究紹介2022

    • 著者名/発表者名
      浅野 周作
    • 学会等名
      糖化学ノックイン・低エントロピー 領域横断研究交換会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高活性不均一系触媒の開発を基盤とする連続フロー反応2021

    • 著者名/発表者名
      宮村浩之
    • 学会等名
      マイクロフローコンソーシアム 2021年度 第二回オンライン講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 不均一系触媒および複雑触媒系に即した低エントロピー反応空間の設計理論2021

    • 著者名/発表者名
      宮村浩之
    • 学会等名
      第一回 低エントロピーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フロー高速反応速度論解析による低エントロピー反応空間の理論構築2021

    • 著者名/発表者名
      永木 愛一郎
    • 学会等名
      第一回 低エントロピーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 低エントロピー反応空間での短寿命複合体制御を起点とする有機分子 触媒化学の変革2021

    • 著者名/発表者名
      布施 新一郎
    • 学会等名
      第一回 低エントロピーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フロー反応シミュレーションによる低エントロピー反応空間の基礎理 論と設計論の構築2021

    • 著者名/発表者名
      浅野 周作
    • 学会等名
      第一回 低エントロピーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フロー高速反応速度論解析による低エントロピー反応空間の理論構築 研究進捗報告2021

    • 著者名/発表者名
      永木 愛一郎
    • 学会等名
      第二回 低エントロピーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 低エントロピー反応空間での短寿命複合体制御を起点とする有機分子触媒化学の変革 研究進捗報告2021

    • 著者名/発表者名
      布施 新一郎
    • 学会等名
      第二回 低エントロピーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 不均一系触媒および複雑触媒系に即した低エントロピー反応空間の設計理論 研究進捗報告2021

    • 著者名/発表者名
      宮村 浩之
    • 学会等名
      第二回 低エントロピーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フロー反応シミュレーションによる低エントロピー反応空間の基礎理論と設計論の構築 研究進捗報告2021

    • 著者名/発表者名
      浅野 周作
    • 学会等名
      第二回 低エントロピーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 低エントロピー 学術変革領域研究(B)

    • URL

      https://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/synorg/lowentropy/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] CES-CHEM Meeting 2023,Bangsaen, Chonburi, Thailand2023

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-10-22   更新日: 2025-01-30  

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