| 研究領域 | デジタル化による高度精密有機合成の新展開 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05372
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
三浦 佳子 九州大学, 工学研究院, 教授 (00335069)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 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 |
8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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| キーワード | ベイズ最適化 / モノリス / 固定化触媒 / フロー合成 / ポリマー物性 / 機械学習 / 連続流通合成法 / 多孔質高分子 / 高分子 / 多孔質材料 / ベイズ推計 / 連続流通合法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
デジタル有機合成の手法を用い、多孔質高分子モノリス型の固定化触媒の迅速開発法を確立する。機能性モノマーを加えて触媒反応場を制御し、耐久性の高い触媒や不斉反応を達成するような高機能な触媒の開発を行い、フローリアクター展開する。重合性触媒、母体モノマー、貧溶媒とともにラジカル重合し、多孔性高分子モノリス型の固定化触媒を調製する。モノリス型触媒の細孔を利用したフローリアクターを開発する。このモノリス型触媒を、ベイズ推計を利用して迅速最適化し、更に高度な機能を有する触媒およびリアクターとして展開する。
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| 研究実績の概要 |
優れた物質透過性、高い比表面積を持つ固定化担体である高分子多孔質体モノリスを用いた固定化触媒と有機合成について、デジタル技術の適用を検討した。
固定化触媒の調製モノマーにトリフェニルホスフィン（TPP）スチレン誘導体、ジビニルベンゼン（DVB）、スチレンを用い、孔生成の溶媒として、ドデカノールを用いた。孔生成に最も影響のある因子として、DVBとドデカノールの比率を説明変数として、固定化多孔質高分子を調製、Pdを配位させて固定化触媒とした。固定化触媒の性能について、鈴木宮浦カップリングを用いて、このTOFを目的変数として、評価を行った。触媒反応の結果をベイズ最適化によって解析し、よりよい組成を得るため調製を繰り返し、Pd―TPP固定化触媒を得た。
Pd-TPP固定化触媒について固定化担体の主要構成物質であるポリスチレン自体の電子特性に着目して検討を行った。ポリスチレンの芳香族骨格に対して電子供与基または吸引基などの官能基を結合させて、ポリスチレンの有するπ電子特性を変化させた。得られた触媒を用いて、アリールクロライドに対する鈴木宮浦カップリングの長期耐久性について検討した。固定化触媒の長期耐久性はスチレン誘導体のハメット値に強く関係すること示された。Pdを固定化したTPP周りだけでなく、高分子担体自体の電子特性が固定化触媒活性に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。
固定化触媒の物性と反応性について検討した。林ヨルゲンセン触媒を固定化した多孔質ポリスチレンを用いたマイケル付加のフロー反応について検討した。触媒について、DVBの比率を変化させて、物性を変化させた。その結果、固定化触媒の柔軟性によって、収率が大きく変化することを明らかにした。また、フロー反応の条件最適化、および反応に重要な要素の分析を行った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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