• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

マイクロフローを利用した革新的有機光反応システムの開拓

公募研究

研究領域反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製
研究課題/領域番号 16H01154
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

垣内 喜代三  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60152592)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードフローマイクロリアクター / 有機光反応 / 不活性試薬 / 二相系セグメントフロー / CMOSイメージセンサ / 有機光反応システム / マイクロ・ナノデバイス / マイクロフロー / CMOSセンサ / オンタイム有機光反応システム
研究実績の概要

フローマイクロリアクター中において、不斉[2+2]光付加環化反応を、有機溶液一相系だけでなく、意図的に水を不活性相として導入した有機-水交互相からなるセグメントフロー条件下で検討した。その結果、一相系でもバッチ型反応器に比べて加速したことに加え、セグメントフロー環境下ではさらに反応が加速し、最高で2倍加速することを見出している。
この要因を明らかにするために、キラル補助基を含まないベンゾイルギ酸エチルエステルと2,3-ジメチル-2-ブテンとの同様のパテルノ-ビュッヒ型[2+2]光付加環化反応をモデル反応として、フローモード効果についてより詳細に検討を行った。用いる溶媒、その粘度と屈折率、反応時間、温度、濃度などのパラメータを系統的に調査した結果、屈折率の違いによる光閉じ込め効果が本反応の高効率化に効果的に働いているとの仮説を得た。また、有機セグメント内での高速混合に由来する加速化も観測された。これらの効果は、水を不活性相に用いたセグメントフロー環境下のみならず、水の代わりに窒素ガスを用いた場合にも有効に働き、有機光反応を高効率化することが明らかとなった。
革新的有機光反応システム構築のためのセンサの開発については、偏光分析性能の制限要因として残されていたコンピュータでのデータ処理プログラムの改善を行った。プログラムを全面的に見直し、フィッティングアルゴリズムを最適化することで、従来より安定して正確な旋光度推定を実現した。

現在までの達成度 (段落)

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Remarkable Improvement of Organic Photoreaction Efficiency in the Flow Microreactor by the Slug Flow Condition Using Water2016

    • 著者名/発表者名
      Momoe Nakano, Yasuhiro Nishiyama, Hiroki Tanimoto, Tsumoru Morimoto, and Kiyomi Kakiuchi
    • 雑誌名

      Org. Process Res. Dev.

      巻: 20 号: 9 ページ: 1626-1632

    • DOI

      10.1021/acs.oprd.6b00181

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Regioselective Intramolecular [2+2] Photocycloaddition of 1-Cyanonaphthalenes Bearing Cycloalkenyl Groups Using Flow Microreactor2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Mizuno, Jiro Noguchi, Momoe Nakano, Yasuhiro Nishiyama, Hajime Maeda, and Kiyomi Kakiuchi
    • 学会等名
      The First International Conference on Automated Flow and Microreactor Synthesis(ICAMS-1)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Organic Photoreaction Efficiency by Difference of Refrakutive Index of Each Segment in Slug Flow Mode2018

    • 著者名/発表者名
      Jiro Noguchi, Momoe Nakano, Yasuhiro Nishiyama, and Kiyomi Kakiuchi
    • 学会等名
      The First International Conference on Automated Flow and Microreactor Synthesis(ICAMS-1)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Miniature in-line chiral analyzer based on polarization-analyzing CMOS image sensor2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tokuda, Yasuto Mori, Makito Haruta, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Momoe Nakano, Yasuhiro Nishiyama, Tsumoru Morimoto, Kiyomi Kakiuchi, and Jun Ohta
    • 学会等名
      The First International Conference on Automated Flow and Microreactor Synthesis(ICAMS-1)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロフローを利用した革新的有機光反応システムの開拓2018

    • 著者名/発表者名
      中野百恵、野口次郎、西山靖浩、徳田 崇、垣内喜代三
    • 学会等名
      反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製 第5回成果報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フローマイクロ光化学に基づく有機光反応システムの開拓2018

    • 著者名/発表者名
      中野百恵・西山靖浩・徳田崇・森本積・垣内喜代三
    • 学会等名
      反応集積化が導く中分子戦略 高次生物機能分子の創製 第6回公開成果報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Flow Microreactor Technique for Highly Eficient Photoreactions under Slug Flow Conditions Using Unreactive Substances2018

    • 著者名/発表者名
      Momoe Nakano, Jiro Noguchi, Yasuhiro Nishiyama, and Kiyomi Kakiuchi
    • 学会等名
      27th PhotoIUPAC 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フローマイクロ光化学による効率的物質合成2018

    • 著者名/発表者名
      垣内喜代三
    • 学会等名
      有機合成夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Innovative approach for highly efficient organic photoreactions in flow microreactors by using unreactive substances2018

    • 著者名/発表者名
      Momoe Nakano, Jiro Noguchi, Yasuhiro Nishiyama, Tsumoru Moromoto, and Kiyomi Kakiuchi
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] テルペン合成からフロー光化学への展開2018

    • 著者名/発表者名
      垣内喜代三
    • 学会等名
      第62回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会(TEAC2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of fluorine compounds at interface of two phase flow in flow microreactors2017

    • 著者名/発表者名
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 偏光計測CMOSイメージセンサを用いたマイクロリアクタ向け不斉反応計測デバイスの性能向上2017

    • 著者名/発表者名
      野口次郎、中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロリアクタ向け不斉分析用偏光分析CMOSイメージセンサの消光性能向上2017

    • 著者名/発表者名
      宮崎駿佑、中塚篤志、中野百恵、春田牧人、野田俊彦、笹川清隆、徳田崇、西山靖浩、垣内喜代三、太田 淳
    • 学会等名
      平成29年電気学会全国大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス(富山県・富山市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フローマイクロリアクター内での不活性試薬を用いた高効率な有機光反応2017

    • 著者名/発表者名
      中野百恵、野口次郎、西山靖浩、垣内喜代三
    • 学会等名
      反応集積化が導く中分子戦略高次生物機能分子の創製 第3回新学術領域「中分子戦略」若手シンポジウム
    • 発表場所
      聖護院御殿荘(京都府・京都市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロフローを利用した革新的有機光反応システムの開拓2017

    • 著者名/発表者名
      西山靖浩、徳田崇、垣内喜代三
    • 学会等名
      反応集積化が導く中分子戦略高次生物機能分子の創製 第3回公開成果報告会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2017-01-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 有機光反応の有用性とマイクロリアクターを利用した光反応の高効率化2017

    • 著者名/発表者名
      垣内喜代三
    • 学会等名
      第66回和歌山県化学技術者協会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 不活性相を用いたスラグフローによる高効率な有機光反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      野口次郎、中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • 学会等名
      第38回光化学若手の会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイクロリアクターの二相系界面を利用した有機光反応2017

    • 著者名/発表者名
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • 学会等名
      第38回光化学若手の会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フローマイクロリアクターを用いた有機光反応の高効率化2017

    • 著者名/発表者名
      垣内喜代三
    • 学会等名
      第31回フロー・マイクロ合成研究会 公開講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロフローを利用した革新的有機光反応システムの開拓2017

    • 著者名/発表者名
      中野百恵、野口次郎、西山靖浩、徳田崇、垣内喜代三
    • 学会等名
      反応集積化が導く中分子戦略 高次生物機能分子の創製 第4回公開成果報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 交互流内の屈折率の差を利用したフローマイクロリアクター中における有機光反応の高効率化2017

    • 著者名/発表者名
      野口次郎、中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 有機/水二相スラグ流による[2+2]光環化反応2017

    • 著者名/発表者名
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • 学会等名
      第34回有機合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フロー式有機光反応の新技術~二相交互流を利用した光の閉じ込め~2017

    • 著者名/発表者名
      中野百恵、野口次郎、西山靖浩、垣内喜代三
    • 学会等名
      マイクロプロセス最前線シリーズ-業界の変革と挑戦を促すための共有と交流の場-
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Highly Efficient Photoreactions under Slug Flow Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Momoe Nakano, Jiro Noguchi, Yasuhiro Nishiyama, and Kiyomi Kakiuchi
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Integrated Synthesis (ISONIS-11) The 3rd International Symposium on Middle Molecular Strategy (ISMMS-3)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient Photoreactions in Flow Microreactors with Hg Lamp and Visible LED Lamp2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Nishiyama, Momoe Nakano, Jiro Noguchi, Hajime Mori, and Kiyomi Kakiuchi
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Integrated Synthesis (ISONIS-11) The 3rd International Symposium on Middle Molecular Strategy (ISMMS-3)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Photoreactions Efficiency in Flow Microreactors under Slug Flow Conditions2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Nishiyama, Momoe Nakano, Jiro Noguchi, Kiyomi Kakicuhi
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Integrated Synthesis (ISONIS-10)
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県・淡路市)
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly efficient organic photoreactions under slug flow conditions in flow microreacters2016

    • 著者名/発表者名
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 偏光計測CMOSイメージセンサを用いたマイクロリアクタ向け不斉反応計測デバイスの性能向上2016

    • 著者名/発表者名
      中塚篤志、中野百恵、竹原宏明、野田俊彦、笹川清隆、徳田崇、西山靖浩、垣内喜代三、太田淳
    • 学会等名
      映像情報メディア学会年次大会2016
    • 発表場所
      三重大学工学部(三重県・津市)
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロリアクターを利用した有機光反応における高生産性手法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • 学会等名
      反応集積化が導く中分子戦略高次生物機能分子の創製 第2回新学術領域「中分子戦略」若手シンポジウム
    • 発表場所
      ニュー砂丘荘(鳥取県・鳥取市)
    • 年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水を利用したスラグフローによる高効率な有機光反応の開発2016

    • 著者名/発表者名
      中野百恵、西山靖浩、垣内喜代三
    • 学会等名
      第37回光化学若手の会
    • 発表場所
      アイアイランド(大阪府・四条畷市)
    • 年月日
      2016-06-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 光化学フロンティア2018

    • 著者名/発表者名
      垣内喜代三、西山靖浩(分担執筆、水野一彦、宮坂博、池田浩編)
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759814194
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 反応制御科学研究室

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/kakiuchi/index-j.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 反応制御科学研究室

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/kakiuchi/index-j.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi