| 研究課題/領域番号 |
20H02513
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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| キーワード | フロー電解 / 多段階連続反応 / 活性種 / 時空間制御 / 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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| 研究開始時の研究の概要 |
マイクロフロー技術は、これまで反応に用いることが難しかった化学種を制御、利用できる可能性を秘めており、これによる多段階連続反応システムの開発が注目されている。
本研究課題では電気化学的に発生させた活性種・中間体あるいは不安定な電解反応基質をマイクロフロー技術により時間的・空間的に制御し、これを利用することで、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を創製する。
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| 研究実績の概要 |
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。
2022年度は、プレ化学反応により発生させた不安定化学種を分解あるいは副反応を起こす前に速やかに所望の後続電解反応に導く新規連続フロー合成プロセスの構築に着手した。
具体的な検討事項として、各種アルデヒドとアミンの効率的なプレ脱水反応過程を実現するフロー型脱水カラムシステムを開発した。ここでは、性状も含めた最適な脱水剤（モレキューラーシーブ、MgSO4、Na2SO4など）の選定とカラム寸法（内径、カラム長）、流速などの最適化を行い、効率的なイミン生成のための条件を整えた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2022年度に予定されていた研究項目「2）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、各種アルデヒドとアミンの効率的なプレ脱水反応過程を実現するフロー型脱水カラムシステムを開発することに成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、今後はプレ化学反応により発生させた不安定化学種を分解あるいは副反応を起こす前に速やかに所望の後続電解反応に導く新規連続フロー合成プロセスの構築に従事する。
具体的な検討事項として、各種アルデヒドとアミンの効率的なプレ脱水反応過程により生じるイミン、とりわけ、脂肪族アルデヒドを基質とした場合に発生する不安定イミンを即座に後続の電解カルボキシル化に供することで新規なアミノ酸合成にチャレンジする。
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