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

2022 年度 実績報告書

活性種の時空間制御が可能なフロー電解反応を基軸とする多段階連続反応システムの創製

研究課題

研究課題/領域番号 20H02513
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) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードフローマイクロリアクター / 有機電解反応 / 電解発生活性種
研究実績の概要

本研究では、グリーン・サスティナブルケミストリーの一翼を担うことが期待される有機電解プロセスの高効率化、高選択化、高度制御化を指向し、「有機電解反応」と「マイクロフロー技術」との融合を推し進める。特に反応場が微小空間であるマイクロリアクターの特徴を最大限に利用し、電気化学的に発生させた高活性種あるいは不安定な基質や中間体を時間的・空間的に制御することで、従来法では決して実現できない全く新しい高効率・高選択的な多段階連続反応システムの創製を目指すことを目的とする。
2022年度は、プレ化学反応により発生させた不安定化学種を分解あるいは副反応を起こす前に速やかに所望の後続電解反応に導く新規連続フロー合成プロセスの構築に着手した。
具体的な検討事項として、各種アルデヒドとアミンの効率的なプレ脱水反応過程を実現するフロー型脱水カラムシステムを開発した。ここでは、性状も含めた最適な脱水剤(モレキューラーシーブ、MgSO4、Na2SO4など)の選定とカラム寸法(内径、カラム長)、流速などの最適化を行い、効率的なイミン生成のための条件を整えた。

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

2022年度に予定されていた研究項目「2)プレ化学反応で発生させた不安定化学種を基質とするフロー電解反応」について、各種アルデヒドとアミンの効率的なプレ脱水反応過程を実現するフロー型脱水カラムシステムを開発することに成功した。

今後の研究の推進方策

引き続き、今後はプレ化学反応により発生させた不安定化学種を分解あるいは副反応を起こす前に速やかに所望の後続電解反応に導く新規連続フロー合成プロセスの構築に従事する。
具体的な検討事項として、各種アルデヒドとアミンの効率的なプレ脱水反応過程により生じるイミン、とりわけ、脂肪族アルデヒドを基質とした場合に発生する不安定イミンを即座に後続の電解カルボキシル化に供することで新規なアミノ酸合成にチャレンジする。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [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 Atobeobe Mahito
    • 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] Comparative Investigation of Electrocatalytic Oxidation of Cyclohexene by Proton-Exchange Membrane and Anion-Exchange Membrane Electrolyzers2022

    • 著者名/発表者名
      Shida Naoki、Atobe Mahito、Ido Yuto、Shimizu Yugo
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 55 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1055/a-2000-8231

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pd?H Species on Electrode Stabilized by Solvent Co-Adsorption: Observation by Operando IR Spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Kondo Junko N.、Ge Shuo、Suzuki Tomohiro、Osuga Ryota、Matsumoto Takeshi、Yokoi Toshiyuki、Shimizu Yugo、Fukazawa Atsushi、Shida Naoki、Atobe Mahito
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 126 ページ: 19376~19385

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.2c05127

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Designing Modular Assembly of Electrochemical Flow Microreactor as an Enabling Technology of Electrosynthesis in Laminar Flow2022

    • 著者名/発表者名
      Yata Ayano、Nakamura Yuto、Okamoto Kazuhiro、Shida Naoki、Atobe Mahito
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2022 ページ: e202200980

    • DOI

      10.1002/ejoc.202200980

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanistic Insights into the Electrocatalytic Hydrogenation of Alkynes on Pt?Pd Electrocatalysts in a Proton-Exchange Membrane Reactor2022

    • 著者名/発表者名
      Nogami Shuji、Shida Naoki、Iguchi Shoji、Nagasawa Kensaku、Inoue Hideo、Yamanaka Ichiro、Mitsushima Shigenori、Atobe Mahito
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 12 ページ: 5430~5440

    • DOI

      10.1021/acscatal.2c01594

    • 査読あり
  • [雑誌論文] カーボンニュートラル実現に向けたキーテクノロジー ―固体高分子電解質電解技術を活用する有機電解 プロセス―2022

    • 著者名/発表者名
      跡部真人
    • 雑誌名

      化学

      巻: 77 (10) ページ: 66~67

  • [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
  • [学会発表] フローリアクターが革新する新たな有機電解合成プロセス2022

    • 著者名/発表者名
      跡部真人
    • 学会等名
      2022 年度有機合成化学講習会
    • 招待講演
  • [学会発表] Organic Electrosyntheses Using a Proton Exchange Membrane (PEM) Reactor2022

    • 著者名/発表者名
      Mahito Atobe
    • 学会等名
      International Symposium on Innovative Reactions through Controlling Electrons (ISIRCE)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Integrated Flow Emulsion Electrosynthetic System for Oxidation of Hydrophobic Amines2022

    • 著者名/発表者名
      Mahito Atobe, Rio Mikami, Naoki Shida
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Organic Reactions (ISOR-15)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrochemical C-N Coupling Reaction Mediated by π-Extended Iodoarene Catalyst2022

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shida, Shohei Yoshinaga, Mahito Atobe
    • 学会等名
      9th German-Japanese Symposium on Electrosynthesis
    • 国際学会
  • [学会発表] Bayesian Optimization for Multiparameter Screening of Electrosynthetic Processes in a Flow Microreactor2022

    • 著者名/発表者名
      Yuto Nakamura, Yuki Naito, Kazuhiro Okamoto, Naoki Shida, Mahito Atobe
    • 学会等名
      9th German-Japanese Symposium on Electrosynthesis
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Integrated Flow Emulsion Electrosynthetic System for Oxidation of Hydrophobic Amines2022

    • 著者名/発表者名
      Mahito Atobe, Rio Mikami, Naoki Shida
    • 学会等名
      9th German-Japanese Symposium on Electrosynthesis
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Integrated Flow Emulsion Electrosynthetic System2022

    • 著者名/発表者名
      Mahito Atobe, Rio Mikami, Naoki Shida
    • 学会等名
      17th Meeting of the European Society of Sonochemistry
    • 国際学会 / 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2022

    • 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
      特願2022-134327

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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