ファインバブルの基礎から有機合成プロセス開発、社会実装の現状と展望

ファインバブル (FB) とは直径が100μm以下の気泡の混合状態であり、通常のmm〜cmの気泡とは異なる性質があります。現在では直径が1〜100μm (微生物〜細胞〜卵子の大きさ) の気泡を「マイクロバブル (MB) 」、直径が1μm未満 (DNA〜ウィルス〜微生物の大きさ) の気泡を「ウルトラファインバブル (UFB) 」と呼ぶことで統一されています。これまで流体力学、環境工学、農学、水産学、医療などの分野で発展しており、有機合成化学に用いた例は2010年までありませんでした。 　なぜファインバブルに着目したのか? 本当に有機合成に活用できるのだろうか? 研究室レベルだけでなく工業レベルにまで応用できるのだろうか? などの疑問に対し、静岡発の気相が関与する環境調和型多相系有機合成プロセスを開発した経緯について最新データとともに紹介します。また、社会実装に向けての最近の動向についてもご紹介いたします。 　今回は会場セミナーとしています。対面ならではのディスカッション・個別的な質問・相談にも、時間の許す限り応じるようにします。

1. はじめに:ファインバブルを理解するための相の基礎知識
   1. 反応の分類 (多相系反応)
   2. 気相-液相、気相-液相-固相反応、気相-液相-液相反応
2. ファインバブルの基礎と有機合成用ファインバブル発生装置
   1. ファインバブルの性質
      • 上昇速度
      • 自己加圧効果
      • バブルの溶解原理など
   2. ファインバブルの発生方式
      1. 気泡径、サイズ分布、数の制御方法
   3. ファインバブルの一般的利用例
      • 洗浄
      • 水産
      • 医療
      • 水耕栽培
      • 気体別ファインバブルの利用例
   4. 有機合成用ファインバブル発生装置
      • 有機合成に対応可能なファインバブル発生装置の例
   5. ファイルバブル技術の標準化動向
3. ファインバブル手法によるアルコールの酸化反応
   1. 一般的な空気酸化反応
   2. TEMPO触媒系空気酸化反応
   3. メタルフリー空気酸化反応
4. ファインバブル手法による接触水素化 (水添反応の実例)
   1. 接触水素化の工業的な利用
      • 高反応性
      • プロセスの簡略化
   2. アルケン・アルキンの接触水素化
   3. 芳香族ニトロ化合物の接触水素化
   4. 芳香族の接触水素化
5. ファインバブル手法による過酸化水素合成
   1. 過酸化水素の工業的製法
   2. アントラキノン法によるワンポット過酸化水素合成
   3. 合成した過酸化水素水の直接的利用
6. ファインバブルの効果
   1. ファインバブル効果の実証 (存在の確認と物性測定)
   2. 有機溶媒中における溶存酸素飽和率 (水との違い)
   3. ファインバブルの計測・測定技術 (サイズ・発生量)
   4. 固体触媒上でのガストンネル効果
   5. ファインバブルによる触媒毒抑制効果
7. ファインバブル手法による光酸化反応
   1. 一重項O2によるスルフィドの酸化反応
   2. 一重項O2によるイミンの酸化的脱水素化ホモカップリング
   3. 一重項O2によるγ-Terpineneの酸化的芳香族化
8. ファインバブル手法の最新の成果
   1. オゾン酸化への適用
   2. ファインバブルフロー合成の研究事例
   3. ファインバブル含有燃料への展開
   4. さらなる展開
9. おわりに:ファインバブル手法の将来展望
   1. ファインバブル手法の立ち位置
      1. 既存のバッチプロセスとの比較・優位性
      2. マイクロフローリアクターとファインバブル手法 (気相-液相反応)
      3. 見込まれる成果 – グリーン製造化学プロセスの確立 -
   2. 関連する特許について
   3. 本技術の優位性整理・用途展開・可能性
• 質疑応答