フロー合成の装置選定と条件設定、トラブル対策

第1部 フラスコでは不可能なマイクロフロー合成化学について

(2021年10月19日 10:30〜12:10)

　合成化学の常識がフローマイクロリアクターによって大きく変貌をとげ、従来の合成化学が大きく変わろうとしている。フローマイクロリアクターによって提供されるミクロな反応場は、化学反応そのものに本質的な影響を与えるためである。 　本セミナーでは、フローマイクロリアクター合成の研究・開発を行うにあたっての基本的な考え方、それに基づくフラスコでは不可能な開発の事例、研究・開発の今後の展望など、について紹介したい。

1. 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
2. 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. 多段階の分子変換反応
   5. 重合反応
   6. 自動化,AIの活用
• 質疑応答

第2部 フロー合成の実生産適用に向けた装置選定と開発の進め方

(2021年10月19日 13:00〜14:40)

　フロー合成、マイクロリアクタなどが化学プロセス強化が可能な手段として注目されている。しかし、従来型の装置とは形状や操作法が異なることから、実生産導入に向けた各段階での検証試験の進め方、装置の選定などが課題となり、実用化が進んでいないと考えられる。 　そこで、本講座では、現在市販されているフロー合成装置、フロー合成による実生産に向けた開発の進め方を紹介し、フロー合成技術の実用化の推進に資する情報を提供することを目的とする。

1. フロー合成技術および装置について
   1. フロー合成技術の機能と利点
   2. フロー合成の適用が有効な系,難しい系
   3. 市販のフロー合成装置
      • メーカー
      • 主な仕様
2. 実生産プロセスへのフロー合成技術の適用 – 積層型多流路反応器SMCRの適用を中心に -
   1. フロー合成による商業生産プロセスの開発の流れ
   2. 机上検討によるフロー合成の適用性の事前評価方法
   3. ラボ実験による基礎特性の把握
      1. ラボ試験装置および方法
      2. ラボ実験での確認ポイント
   4. ベンチスケールでの検証
      1. ベンチスケールでの検証装置および方法
      2. ベンチスケールでの確認ポイント
   5. パイロットスケールと商業生産スケールの装置
   6. 積層型多流路反応器SMCRの各種オプション
      1. 原料の途中供給が可能なタイプ
      2. 部分的に分解内部洗浄が可能なタイプ
      3. 容量可変タイプ
      4. 耐酸性タイプ
3. 積層型多流路反応器SMCRの適用事例
   1. 液液抽出
   2. 液液均一系反応 (発熱反応)
   3. 気液反応 (発熱反応)
• 質疑応答

第3部 フロー合成における条件設定と不具合、トラブル対策

(2021年10月19日 14:50〜16:30)

　フロー合成技術は、次世代の生産技術として高収率、不純物低減や少量多品種生産など多くのポテンシャルを有しています。パラメータ設定の複雑さやスケールアップ時の不具合など製造レベルでの実装などのポイントについて本講座では事例をもとにしたご紹介を行う予定です。 　フロー合成で使用する装置、条件設定とともに生じやすいトラブルとその対策についてご紹介いたします。実際の事例をもとにご紹介をすることで実践的な対策を習得できると思っております。

1. フロー合成の目指すところ
   1. 高速混合
   2. 精密温度制御
   3. 滞留時間の精密制御
   4. 単位プロセスの連続化
2. フロー合成で起こりやすい不具合
   1. パラメータの多さ
   2. 送液不良
   3. 混合不良
   4. 除熱の不良
   5. 閉塞
   6. ラボからパイロットへ
3. フロー合成プロセスの構築ならびにトラブル対策
   (有機リチウム反応、アニオン重合、イオン液体合成での事例をご紹介します。)
   1. ポンプの選択
   2. ミキサ・リアクタの選択
   3. 計測・制御システム
   4. 運転システム
   5. 流体解析技術
4. 国内外の研究開発動向、今後の展望
• 質疑応答