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

创建基于流动电解反应的多步连续反应系统，允许活性物质的时空控制

• 批准号: 20H02513
• 负责人: 跡部 真人
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02513/
• 关键词: フロー電解; 多段階連続反応; 活性種; 時空間制御; 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

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。

This study is aimed at promoting the integration of organic electrolysis technology with high efficiency, high selectivity and high control. The characteristics of the reaction field are: maximum utilization of small space, generation of highly active species in electrochemistry, generation of unstable substrates, intermediates, temporal and spatial control, and generation of novel multi-stage reaction field with high efficiency and selectivity. In 2022, the chemical reaction system was developed and the decomposition of unstable chemical species was started. Specific discussion items are now being developed, and a fluorine-type dehydration system is being developed to implement various types of equipment and efficient dehydration processes. The selection of optimum dehydration agent (MgSO4, Na2SO4), optimum flow rate and optimum conditions for the production of effective water are discussed.

项目成果

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Designing Modular Assembly of Electrochemical Flow Microreactor as an Enabling Technology of Electrosynthesis in Laminar Flow

设计电化学流微反应器的模块化组件作为层流电合成的使能技术

• DOI: 10.1002/ejoc.202200980
• 发表时间: 2022
• 期刊: European Journal of Organic Chemistry
• 影响因子: 2.8
• 作者: Yata Ayano;Nakamura Yuto;Okamoto Kazuhiro;Shida Naoki;Atobe Mahito
• 通讯作者: Atobe Mahito

Continuous Flow Synthesis of N-Phenylphenylglycine by Dehydration and Electrochemical Carboxylation

脱水电化学羧化连续流合成N-苯基苯基甘氨酸

• 发表时间: 2020
• 作者: Yuki Naito;Kenta Tanaka;Mahito Atobe
• 通讯作者: Mahito Atobe

Electrocatalytic Asymmetric Hydrogenation of α,β-Unsaturated Acids in a Proton Exchange Membrane Reactor with Palladium-cinchona Catalysts

钯-金鸡纳催化剂在质子交换膜反应器中电催化 α,β-不饱和酸不对称氢化

• 发表时间: 2020
• 作者: Atsushi Fukazawa;Kenta Tanaka;Yasushi Hashimoto;Yoshihiro Kobori;Yasushi Sato;Mahito Atobe
• 通讯作者: Mahito Atobe

Electrocatalytic Asymmetric Hydrogenation of α,β-Unsaturated Acids in a PEM Reactor using Palladium-cinchona Catalysts

使用金鸡纳钯催化剂在 PEM 反应器中电催化 α,β-不饱和酸的不对称氢化

• 发表时间: 2020
• 作者: Atsushi Fukazawa;Kenta Tanaka;Yasushi Hashimoto;Yoshihiro Kobori;Yasushi Sato;Mahito Atobe
• 通讯作者: Mahito Atobe