フロー合成のプロセス設計、反応条件設定と応用例

第1部 フローリアクターを用いた合成反応、プロセス設計と応用例

(2019年8月21日 10:00〜12:00)

1. フローマイクロリアクター合成の発展と歴史
2. フローマイクロリアクターと合成化学
   1. 空間サイズと反応場
   2. バッチ型リアクターとフロー型リアクター
   3. フローマイクロリアクターの特長
      1. 高速混合
      2. 精密温度制御
      3. 精密滞留時間制御
   4. フローマイクロリアクターの種類
      1. マイクロミキサー (マイクロ混合器)
      2. マイクロ熱交換器
      3. 滞留時間制御型フローマイクロリアクター
      4. 担持触媒、担持反応剤による反応用フローマイクロリアクター
      5. 気液二相系反応用フローマイクロリアクター
      6. 外部エネルギーを利用するフローマイクロリアクター
      7. 一体型フローマイクロリアクターシステム
   5. フローマイクロリアクターへの送液方法
3. フローマイクロリアクターを用いた合成反応
   1. 高速反応
   2. 発熱反応
   3. 不安定中間体 (生成物) を経由する反応
   4. 器壁表面を利用する反応
   5. 界面を利用する反応
   6. 多段階の分子変換反応
   7. 重合反応
   8. 微粒子合成
   9. 危険な反応
   10. 容易なスケールアップ
   11. 再現性の高さ
   12. 自動化
4. 今後の展望
• 質疑応答

第2部 特殊反応場におけるフロー合成と反応条件最適化

(2019年8月21日 12:45〜14:45)

　高フロー手法を俯瞰すると、1970年代に石油化学を中心としたバルクケミカルズ合成において、トンスケールの連続合成がcmサイズの配管を用いて実用化されてきた。そして2000年代になり、学術界を中心にμmサイズの配管における微少空間での新しい化学がグラムスケールで展開されてきた。しかし、高付加価値生産物であるファインケミカルズの連続合成は、その工程数の多さからフロー化が難しく、生産スケールに連続性があるにも関わらず、技術開発は非連続的である。また、フロー手法による多段階合成を指向した実用的な反応を開発するには、工程数を減らすことが鍵であり、後処理が容易または不要な反応開発が望まれる。この課題に対し、当量反応や気体が関与する反応を追究することで解決できると考え、急速的・物質選択的に加熱または停熱する技術であるマイクロウェーブ (μW) と、液体中に気体を高濃度に分散する技術であるファインバブル (FB) に着目した。さらに、フロー手法の一般化を推進するために、フロー反応条件迅速最適化手法開発に取り組んでいる。本講では特殊反応場におけるフロー合成と反応条件最適化について解説する。

1. はじめに
   1. 特殊反応場
      1. ファインバブルを用いた有機合成
      2. マイクロウェーブを用いた有機合成
2. 特殊反応場におけるフロー合成
   1. ファインバブルフロー合成
      • 水素化
      • 光酸化
      • カップリング反応など
   2. マイクロウェーブフロー合成
      • アセチル化
      • フィッシャーインドール合成
      • Diels-Alder反応など
3. 特殊反応場におけるフロー反応条件最適化
   1. 9+4+1法
   2. グラジエント法
   3. 機械学習による最適化
4. おわりに
• 質疑応答

第3部 連続生産プロセス開発の実際と今後の課題

(2019年8月21日 15:00〜17:00)

　地球的規模の気候変動により、大規模生産設備を抱えることは常にリスクと隣り合わせである。なた、製薬業界では従来のメガドラッグは開発されにくく、多品種少量化の傾向が進んでいる。これらの課題解決に向け、必要な時に必要な量を効率的に製造する連続フロー生産システムの実装が望まれている。本セミナーでは「連続生産社会実装」の具現化と世界最先端の取組みを紹介する。

1. はじめに
2. そもそも連続生産とは?
3. 世界最先端の連続生産プロセス開発の実際
4. 連続生産導入に対する世界の動向と技術的、経営的課題
5. おわりに
• 質疑応答