吉田潤一 工学研究科教授、金熙珍 同助教らの研究グループは韓国のPohang University of Science and Technology（POSTECH）と共同研究を行い、マイクロ空間を利用して1万分の3秒の反応時間を活用した精密化学合成に成功しました。この極めて短い時間内で進行する分子の変化の制御を利用した新規合成法及び医薬品合成の開発に繋がることが期待されます。
本成果は2016年5月6日に科学誌「厂肠颈别苍肠别」に掲载されました。
研究者からのコメント
左から吉田教授、金助教
今回见出した手法はこれまでの合成化学では活用できなかった1万分の1秒オーダーの短い时间领域を化学合成分野に适用することで得られた结果です。したがって、本手法を用いて极めて速く进行する分子反応?分子构造変化の制御を実现し、それを活用したさまざまな有机合成化学の発展が期待されます。
本成果のポイント
- 数値流体力学に基づき混合构造を最适化し、フローマイクロリアクターを设计?製作
- 1万分の1秒オーダーの反応时间を活用し、瞬时に进行する化学反応を自由自在に制御
- 极低温条件下でも极めて短い寿命を持つ反応中间体を用い、生理活性物质の简便な合成を実现
概要
有机合成では极めて寿命の短い反応中间体を経由する反応がたくさんあります。このような短寿命中间体の多くは、フラスコのようなバッチ型反応器を用いて、二种类の原料を混ぜ反応させることで発生しますが、寿命が短いため原料の混合が完结する前に中间体が発生してすぐ分解してしまうか、より安定な异なる反応中间体に変化してしまいます。そのため、短寿命中间体を活用した化学合成を実现することは容易ではなく、短寿命中间体を経由し一瞬で进行する化学反応を制御するためには、1万分の1秒といった短い反応时间内で原料溶液を混合させ、瞬时に短寿命中间体を発生させる必要があります。
しかしながら、一辺あたり1 ミリメートル以下の大きさの空間で化学反応を行う装置でフローマイクロリアクターを用いた場合、原料化合物の混合は小さな空間内で行われるので、短い拡散距離に由来する高速混合が可能です。
そこで、研究グループはこの课题を実现するため、数値流体力学に基づき流路の构造による混合効率の効果を分析しました。このデータを基に小さな流路で叁次元ヘビ状构造を设计し混合効率が高くすることで、このデータを基に、极めて短い时间内で混合が行われるような构造を设计し、得られた最适の构造を基にフローマイクロリアクターを製作しました。
このフローマイクロリアクターを用いて、小さな流路の中で流しながら反応を行うことで、流路を小さく且つ短く制御することで反応时间（流路内での滞留时间）を短く制御する特徴を最大限活かし、マイクロ空间を利用して反応时间1万分の3秒の精密化学合成に成功しました。
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
【书誌情报】
Heejin Kim, Kyoung-Ik Min, Keita Inoue, Do Jin Im, Dong-Pyo Kim, Jun-ichi Yoshida. (2016). Submillisecond organic synthesis: Outpacing Fries rearrangement through microfluidic rapid mixing. Science, Vol. 352, Issue 6286, pp. 691-694
- 日刊工業新聞（5月12日 21面）に掲載されました。
