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2007 年度 実績報告書

結晶核発生における不連続非平衡メカニズムの解明とナノ結晶製造への展開

研究課題

研究課題/領域番号 19560758
研究機関大阪市立大学

研究代表者

大嶋 寛  大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20112526)

研究分担者 五十嵐 幸一  大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70315977)
キーワード核形成メカニズム / 粒径分布 / 結晶 / 晶析 / マイクロ波 / 溶液の熱履歴 / 核発生 / 微結晶
研究概要

結晶製造において制御したい代表的な特性の一つに粒径と粒径分布がある。医薬などの有機化合物においても、粉砕を必要としないほど小さくて粒径分布が狭い結晶を得るためには、初期過飽和度を高くして核発生のタイミングを揃えることが重要である。さらに小さくなってナノサイズの結晶製造では特にこのような操作が必要である。しかし、有機化合物の核発生については十分に理解できていないこともあって、有機ナノ結晶の製造は世界でも満足な成功例がない。そこで、本研究では、核発生のメカニズムを解析するとともに、核発生のタイミングを揃えるための晶析操作について検討した。
1)核発生のメカニズム:過飽和溶液中の結晶の成長が、その結晶近傍における多数の核発生を誘導しているという新たな核発生のメカニズムを見出した。このメカニズムを明確に証明するためにはさらなる検討が必要であるが、核発生のタイミング制御に新たな指針を与える成果になると期待される。
2)熱履歴操作による核発生のタイミング制御:クロロホルムを溶媒としてρ-アセトアニシジドの冷却晶析を行うと、核発生までの待ち時間が4時間や10時間など再現性が無く、工業晶析操作としては好ましくない。そこで、過飽和溶液の熱履歴を自在に設計制御できる晶析装置を作製し、従来にない方法で溶液の熱履歴を操作したところ核発生のタイミングを揃えることに成功した。この操作法が実操作に繋がるようさらに検討が必要である。
3)マイクロ波照射による核発生タイミング制御:冷却操作中の過飽和溶液にマイクロ波を照射することによって核発生を抑制しながら溶液を高過飽和状態に導くことができた。これによって、核発生のタイミングを制御でき、粒径分布が狭い結晶を得ることができた。
4)炭酸カルシウム筒状結晶の成長メカニズムを明らかにした。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Growth mechanism of the calcium carbonate tubes on a cation-exchange membrane2008

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi, M. Takiguchi and H. Ooshima
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 116

      ページ: 111-114

    • 査読あり
  • [学会発表] 超高速撹拌mL-スケール連続晶析装置により得られた有機化合物結晶の形状2008

    • 著者名/発表者名
      久保 直毅、五十嵐 幸一、大嶋 寛
    • 学会等名
      化学工学会第73回年会
    • 発表場所
      静岡大学、浜松
    • 年月日
      2008-03-17
  • [学会発表] [展望講演]結晶多形・擬多形を制御するための考え方と課題2007

    • 著者名/発表者名
      大嶋寛
    • 学会等名
      化学工学会第39回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌
    • 年月日
      2007-09-15
  • [学会発表] t-ブトキシカルボニルーL-アスパラギン(BocASN)の結晶形状に及ぼす溶媒の影響2007

    • 著者名/発表者名
      平野 優、五十嵐 幸一、大嶋 寛
    • 学会等名
      化学工学会第39回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌
    • 年月日
      2007-09-14
  • [学会発表] L-アラニンの核発生挙動2007

    • 著者名/発表者名
      竹内千尋、五十嵐幸一、大嶋寛
    • 学会等名
      化学工学会第39回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌
    • 年月日
      2007-09-13
  • [学会発表] [優秀論文賞」水難溶性溶媒を用いて得られる水和物擬多形結晶とそれを大量生産するための連続晶析操作2007

    • 著者名/発表者名
      河内 秀夫、大嶋 寛
    • 学会等名
      化学工学会第39回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌
    • 年月日
      2007-09-13
  • [学会発表] [Invited Lecture]Control of Crystal Polymorphism of Organic Compound2007

    • 著者名/発表者名
      H.Ooshima
    • 学会等名
      Symposium of Industrial Crystallization in Kyung Hee University
    • 発表場所
      Kyung Hee University,Korea
    • 年月日
      2007-06-10
  • [学会発表] イブプロフェンの結晶化に及ぼすマイクロ波照射の影響2007

    • 著者名/発表者名
      西谷祐介、五十嵐幸一、大嶋寛
    • 学会等名
      分離技術会年会2007
    • 発表場所
      名古屋工業大学、名古屋
    • 年月日
      2007-06-07
  • [備考]

    • URL

      http://www.bioa.eng.osaka-cu.ac.jp/Bioengineering/TOP.html

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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