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2023 年度 実績報告書

有機合成反応の自動化を指向したフローマイクロ電解合成技術の創製

計画研究

研究領域デジタル化による高度精密有機合成の新展開
研究課題/領域番号 21H05215
研究機関横浜国立大学

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)

研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2026-03-31
キーワードフロー電解 / 有機電解合成 / 自動最適化技術
研究実績の概要

本研究項目で開発されるフロー電解合成デバイスは革新的な基礎反応開発を支援するために主としてA01班に提供することをも想定している。そのため、フロー電解はもとより電解反応を初めて実施する共同研究者にも使いやすいものにする必要があり、組み立て容易なシンプルな構造から成るデバイスを設計することが肝要となる。一方、各種有機電解反応に適用できる汎用性に富んだ仕様にする必要もあることから、様々な電極材料を反応に応じて選択出来たり、あるいは対極での反応阻害を抑制するために、必要に応じて隔膜を介在させたり出来るなどの柔軟性に富んだものが求められる。
一昨年度は、このような要求を満たすためのフロー電解合成デバイスを設計し、これに基づいて試作されたデバイス特性を電気化学測定やモデル電解実験などから検証し、その仕様を固め、また昨年度は、このデバイスにインラインフローNMR分析を組み込んだフロー電解合成システムを構築した。今年度は環状カルバメート類の電解メトキシ化をモデル反応とした電解反応結果のデータベース化に注力し、本電解反応システムが電解結果の迅速なデータ提供において極めて有効であることが検証された。さらに電解メトキシ化の収率および生産速度の最適化を図った。

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

2023年度に予定されていた研究項目「環状カルバメート類の電解メトキシ化反応のデータベース化」を滞りなく進めることができ、データベースの収集における本電解反応システム有用性が検証され、電解メトキシ化の収率および生産速度の最適化が図られた。

今後の研究の推進方策

今年度は一級アルコールの電解酸化によるアルデヒドへの高効率・高選択的変換を実現するための信頼度・精度が高いデータを本電解システムにより大量に収集し、データベースに提供する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Organic Electrosynthetic Processes Using Solid Polymer Electrolyte Reactor2024

    • 著者名/発表者名
      Atobe Mahito、Shida Naoki
    • 雑誌名

      Current Opinion in Electrochemistry

      巻: 44 ページ: 101440~101440

    • DOI

      10.1016/j.coelec.2024.101440

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical [3+2] Cycloaddition Proceeding at Low Electrolyte Concentration in Laminar‐Flow Microreactor2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Okamoto, Naoki Shida, Mahito Atobe
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 10 ページ: e202300386

    • DOI

      10.1002/celc.202300386

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voltammetric Studies on the Reduction Potentials of Perfluoroalkyl Halides and Their Analogous Compounds2023

    • 著者名/発表者名
      Airi Yamaguchi, Naoki Shida, Mahito Atobe, Tomoko Yajima
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 91 ページ: 112016~112016

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.23-67111

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] C-C Bond Cleavage at the N-α Position Enabled by the Low-potential Electrochemical Oxidation of the 2,7-Dimethoxynaphthyl Electroauxiliary2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Okamoto, Yasushi Imada, Naoki Shida, Yoshikazu Kitano, Mahito Atobe, Kazuhiro Chiba
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 91 ページ: 112006~112006

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.23-67076

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrochemically Triggered Hole-Catalytic Benzylic Substitution Reaction at a Polymer Chain Containing β-O-4 Linkage2023

    • 著者名/発表者名
      Rumi Izumiya, Mahito Atobe, Naoki Shida
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 96 ページ: 353~358

    • DOI

      10.1246/bcsj.20230019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] β-Scission by Direct Electrochemical Oxidation: Proton-coupled Electron Transfer Mechanism Dictated by Synthetic Study and Computations2023

    • 著者名/発表者名
      Rumi Izumiya, Mahito Atobe, Naoki Shida
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 91 ページ: 112003~112003

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.23-67010

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Susceptibility of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Oxidative Voltammetry: Unveiling the Effect of Electrolyte-coordination2023

    • 著者名/発表者名
      Shohei Yoshinaga, Mahito Atobe, Naoki Shida
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 91 ページ: 112002~112002

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.23-67013

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diastereoselective Electrocatalytic Hydrogenation of Cyclic Ketones Using a Proton-Exchange Membrane Reactor: A Step toward the Electrification of Fine-Chemical Production2023

    • 著者名/発表者名
      Yugo Shimizu, Juri Harada, Atsushi Fukazawa, Tomohiro Suzuki, Junko Kondo, Naoki Shida, Mahito Atobe
    • 雑誌名

      ACS Energy Letters

      巻: 8 ページ: 1010~1017

    • DOI

      10.1021/acsenergylett.2c02573

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 固体高分子電解質電解技術を活用した有機電解プロセス ~有機合成プロセスの「電化」に向けたキーテクノロジー~2023

    • 著者名/発表者名
      跡部真人
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 59 ページ: 810-814

  • [学会発表] Electrocatalytic Hydrogenation Reactions Using a Solid Polymer Electrolyte (SPE) Reactor2023

    • 著者名/発表者名
      Mahito Atobe
    • 学会等名
      International Joint Symposium on Synthetic Organic Chemistry 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 固体高分子電解質電解技術が革新する新たな有機電解プロセス2023

    • 著者名/発表者名
      跡部真人
    • 学会等名
      第13回CSJ化学フェスタ
    • 招待講演
  • [学会発表] フローリアクターが革新する新たな有機電解プロセス2023

    • 著者名/発表者名
      跡部真人
    • 学会等名
      第7回FlowSTシンポジウム
    • 招待講演
  • [備考] 跡部研究室ホームページ

    • URL

      http://www.atobe-lab.ynu.ac.jp

  • [産業財産権] 環状アミンの製造装置及び環状アミンの製造方法2023

    • 発明者名
      跡部真人、信田尚毅、清水勇吾
    • 権利者名
      跡部真人、信田尚毅、清水勇吾
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2023/ 29644
    • 外国

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公開日: 2024-12-25  

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