| 研究課題/領域番号 |
20H03367
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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47010:薬系化学および創薬科学関連
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| 研究機関 | 岐阜薬科大学 |
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研究代表者 |
佐治木 弘尚 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (50275096)
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| 研究分担者 |
山田 強 岐阜薬科大学, 薬学部, 講師 (70821479)
澤間 善成 岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (80552413)
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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 |
完了 (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: 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: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | マイクロ波 / エネルギー集積 / 連続フロー反応 / 局所高温反応場 / 活性炭 / C-C結合形成反応 / 多環芳香族化合物 / 官能基変換 / C-H活性化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
カーボンビーズ（CB）担持Pt触媒カートリッジにMWを照射すると、微弱のMWがCBに集約され、IPAやMCHからの脱水素が安全かつ容易に進行する。すなわちMWを選択的に吸収する素材をエネルギー集約材料として局所反応場を構築することができる。この知見を応用して以下①～③を遂行する。①非環状飽和炭化水素からのエネルギー効率の高い水素取り出し法の確立と芳香族化合物合成法の開発、②MW連続フロー装置を水素発源とした連続フロー精密合成法の確立、③Pt/CBの新規触媒活性探索・触媒金属種と担体を変えた新触媒や反応の開発・MW吸収型担体にMWを集積させた連続フロー式熱的反応システムの構築。
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| 研究成果の概要 |
カーボンビーズ（CB）に担持した白金触媒に、低出力MWを照射するとエネルギーがCBに局所吸収され、フロー流路内に局所高温反応場がが形成される現象を見出し、メチルシクロヘキサンからの脱水素芳香化反応（水素製造）を報告している。本研究では、これを確実で実用的な方法論として昇華させるべく、新たな有機合成法への応用研究を遂行した。わずかなＭＷエネルギーの供給で進行し、副生成物が水素ガスのみとなるベンズアニュレーション反応（多環芳香族化合物合成法）を開発するとともに、メチルシクロヘキサンの脱水素芳香化反応を基盤とした、還元性官能基への一般性ある触媒的水素移動反応の開発に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
流路内の不均一系触媒担体に微弱MWエネルギーを集約させて、高温反応場を形成しフロー反応の効率的進行に利用する反応例は皆無であり、新規性ある省エネルギー型連続合成法を開発することができた。フロー反応流路内（溶液内部）のカーボンビーズ（CB）上にのみエネルギー豊富な反応場を構築して、エネルギーロスを極力削減して、有機合成反応に利用するアイデアは創造的であり、「フロー精密有機合成法のイノベーション」として実用的な有機合成法として期待される。本研究成果を創出する過程で、さらに適用が可能となる反応候補も複数見出されており、将来のカーボンニュートラルに貢献する反応基盤を確立した意義は大きい。
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