Review
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【新春特集】二酸化炭素の化学利用
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二酸化炭素由来脂肪族ポリカーボネートとその研究開発動向
Recent researches and developments on carbon dioxide derived aliphatic polycarbonates
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杉本 裕(東京理科大学 工学部 工業化学科 准教授)
二酸化炭素とエポキシドの交互共重合により脂肪族ポリカーボネートが合成される。本
稿では,このポリマーの物性,特に熱的性質を向上させようとする,近年の研究成果を概
説する。さらに実用化に近い研究動向について,このポリマーの力学的性質やイオン伝導
性の評価,向上に関する研究などもあわせて紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.二酸化炭素由来脂肪族ポリカーボネート(二酸化炭素・エポキシド交互共重合体)
3.物性向上のための研究開発
3.1 高いガラス転移温度を示す二酸化炭素由来ポリカーボネートの分子設計
3.2 高い熱分解開始温度を示す二酸化炭素由来ポリカーボネートの分子設計
3.3 二酸化炭素由来ポリカーボネートのその他の物性の評価と向上
4.おわりに
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遷移金属触媒を用いる二酸化炭素固定化反応
Transition metal‒catalyzed fixation reaction of carbon dioxide
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鷹谷 絢(東京工業大学 大学院 理工学研究科 助教)
岩澤伸治(東京工業大学 大学院 理工学研究科 教授)
二酸化炭素を有用有機化合物へと再変換する触媒的合成反応は,炭素資源の有効利用が
求められる次世代の物質合成法として大きく注目されている。本稿では,遷移金属触媒を
利用した二酸化炭素との炭素‒炭素結合形成によるカルボン酸合成反応について,われわ
れの研究成果と今後の展望を述べる。
【目次】
1.はじめに
2.ボロン酸エステル誘導体のカルボキシル化
3.芳香族sp2 炭素‒水素結合の直接カルボキシル化
4.不飽和炭化水素のヒドロカルボキシル化
5.今後の展望
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二酸化炭素固定化触媒の開発:協同効果の利用
Development of Catalysts for CO2 Fixation:Use of Cooperative Effect
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依馬 正(岡山大学 大学院 自然科学研究科 教授)
二酸化炭素とエポキシドから環状炭酸エステルを合成できる高活性な二官能性触媒を開
発した。ポルフィリンの2 つの官能基(中心マグネシウムと第四級アンモニウムブロマイ
ド)の協同効果・相乗効果によって格段に優れた触媒活性を示した。0.0008 mol%の触媒
充填量でも生成物を収率良く与え,その時の触媒回転数(TON)は103000 であった。
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二酸化炭素を直接活性化利用する炭酸エステル製造プロセス
Process for the Production of Carbonic Acid Esters by Direct Activation of
Carbon Dioxide
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三宅信寿(旭化成ケミカルズ(株) 化学・プロセス研究所 主席研究員)
二酸化炭素の排出量削減・有効利用は,それぞれ地球温暖化抑制や化石資源依存からの
脱却につながり,大きな意義をもつ。さまざまな付加価値を提供できる化合物であるジフ
ェニルカーボネートを安全・安価な二酸化炭素から製造する新しい方法を紹介する。原料
の毒性や供給による立地制限もなく,GSC 概念に沿った革新的製造方法である。
【目次】
1.はじめに
2.従来の炭酸エステル製造方法
3.二酸化炭素を原料とする炭酸エステルの製造方法
4.二酸化炭素を直接活性化利用する炭酸エステル製造プロセス
5.おわりに
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二酸化炭素を用いた医薬品中間体の合成
Medicine Intermediate Synthesis Using Carbon Dioxide
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水野卓巳((地独)大阪市立工業研究所 有機材料研究部 部長)
常圧の二酸化炭素を原料とし,無溶媒条件下触媒量の強塩基DBU を利用した,重要な
医薬品中間体である2,4‐ジヒドロキシキナゾリン類の新しい合成法を開発した。この新規
合成反応の特徴は,二酸化炭素の有効利用,有機溶剤の削減,高圧条件を必要としないな
ど,理想的でグリーンケミストリーに一致したものと考えられる。
【目次】
1.はじめに
2.重要な医薬品中間体である 2,4‐ジヒドロキシキナゾリン
3.触媒量のDBU を用いた 2,4‐ジヒドロキシキナゾリンの合成
4.超臨界二酸化炭素を原料および溶媒として利用した 2,4‐ジヒドロキシキナゾリンの合成
5.常圧の二酸化炭素と触媒量のDBU のみを利用した 2,4‐ジヒドロキシキナゾリンの無溶媒合成
6.キナゾリンの合成における反応経路
7.おわりに
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研究開発情報
Report of Research & Development
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塩化第二鉄を利用した簡便なフラーレン誘導体の合成方法
Facile Synthesis of Fullerene Derivatives using FeCl3
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橋口昌彦(三菱化学(株) 機能化学本部 機能化学企画室 フラーレン開発グループ リサーチャー)
松尾 豊(東京大学 大学院 理学系研究科 光電変換化学講座 特任教授)
筆者らは,塩化第二鉄を利用するフラーレン誘導体の合成方法を開発している。安価な
材料,簡便な操作のみで各種フラーレン誘導体を製造できるため,スケールアップが容易
で,大幅なコストダウンが期待できる。また,この反応を用いてC60 同等のLUMO 準位
を有する新規アクセプター材料の合成に成功した。
【目次】
1.はじめに
2.塩化第二鉄を利用したアリール化フラーレンの合成
3.塩化第二鉄を利用したフラーレニルエステル誘導体の合成
4.フラーレニルエステル誘導体のアクセプター材料としての特性
5.おわりに
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TEP Trap 膜を用いた海水淡水化前処理法の開発
Development of Pretreatment Method using TEP Trap Membrane for Seawater Desalination
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柏原秀樹(住友電気工業(株) 新領域技術研究所 水ビジネス開発部)
母倉修司(住友電気工業(株) 新領域技術研究所 水ビジネス開発部)
矢萩 聡(住友電気工業(株) 新領域技術研究所 水ビジネス開発部)
中井龍資(住友電気工業(株) 新領域技術研究所 水ビジネス開発部)
松山秀人(神戸大学 先端膜工学センター)
大向吉景(神戸大学 先端膜工学センター)
海水淡水化における逆浸透膜のファウリングに影響を及ぼす因子として,海水中のゼリ
ー状成分TEP(Transparent Exo‒polymer Particles)に着目し,TEP を効率よく除去す
る前処理膜とその洗浄方法について研究した。前処理装置に必要な膜面積の低減が期待で
きる。
【目次】
1.はじめに
2.TEP によるファウリング
3.TEP Trap 膜(TT 膜)
4.TEP Trap の検証
5.TT 膜の洗浄機構
6.専用薬液の効果
7.海水濾過による実証実験
8.TT 技術の経済効果
9.おわりに
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世界の新薬2011(3)
New Drugs of the World
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村上尚道
【目次】
6.合成法新薬各論(その3)
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連載講座 高活性安定化添加剤の創造と開発をめざして(20)
chap.3 ポリフェノール―植物の紫外線との戦い
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植物におけるフラボノイドの役割
Importance of Flavonoids of Plants
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大勝靖一(工学院大学名誉教授)
カルコンは酸化防止能に加えて光酸化防止能を獲得した。合成物カルコンのことであ
り,実際植物中に存在するかどうかはわからないが,市販の紫外線吸収剤2‐ヒドロキシ
ベンゾフェノンの2 倍程度の活性のあるものが存在することがわかった。このカルコンは
それ自体光安定性が低く,植物の耐紫外線性には不満足であり,光安定性の高い三環構造
のナリンゲニンに代謝された。しかしこの構造はせっかく獲得した耐紫外線性ばかりでな
く耐酸化防止性を著しく低下させた。これを取り戻し,さらにはこれを凌駕する能力を獲
得していく過程が代謝経路と良く一致していることを,各代謝物の酸化防止活性・光酸化
防止活性の定量的測定によって明らかにされた。これについて詳細に説明する。
【目次】
1.はじめに
2.フラボノイドの代謝経路と活性
3.フラボノイド類の酸化防止活性
4.フラボノイド類の光酸化防止活性
5.フラボノイドへの代謝化合物の化学構造-光酸化防止活性を考える
6.フラボノイドの化学構造の役割‐代謝経路を考える
7.おわりに
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[ケミカルプロフィル]
L-セリン(L-Serine)
グリシン(Glycine)
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[ニュースダイジェスト]
・海外編
・国内編
【新春特集】二酸化炭素の化学利用
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二酸化炭素由来脂肪族ポリカーボネートとその研究開発動向
Recent researches and developments on carbon dioxide derived aliphatic polycarbonates
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杉本 裕(東京理科大学 工学部 工業化学科 准教授)
二酸化炭素とエポキシドの交互共重合により脂肪族ポリカーボネートが合成される。本
稿では,このポリマーの物性,特に熱的性質を向上させようとする,近年の研究成果を概
説する。さらに実用化に近い研究動向について,このポリマーの力学的性質やイオン伝導
性の評価,向上に関する研究などもあわせて紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.二酸化炭素由来脂肪族ポリカーボネート(二酸化炭素・エポキシド交互共重合体)
3.物性向上のための研究開発
3.1 高いガラス転移温度を示す二酸化炭素由来ポリカーボネートの分子設計
3.2 高い熱分解開始温度を示す二酸化炭素由来ポリカーボネートの分子設計
3.3 二酸化炭素由来ポリカーボネートのその他の物性の評価と向上
4.おわりに
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遷移金属触媒を用いる二酸化炭素固定化反応
Transition metal‒catalyzed fixation reaction of carbon dioxide
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鷹谷 絢(東京工業大学 大学院 理工学研究科 助教)
岩澤伸治(東京工業大学 大学院 理工学研究科 教授)
二酸化炭素を有用有機化合物へと再変換する触媒的合成反応は,炭素資源の有効利用が
求められる次世代の物質合成法として大きく注目されている。本稿では,遷移金属触媒を
利用した二酸化炭素との炭素‒炭素結合形成によるカルボン酸合成反応について,われわ
れの研究成果と今後の展望を述べる。
【目次】
1.はじめに
2.ボロン酸エステル誘導体のカルボキシル化
3.芳香族sp2 炭素‒水素結合の直接カルボキシル化
4.不飽和炭化水素のヒドロカルボキシル化
5.今後の展望
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二酸化炭素固定化触媒の開発:協同効果の利用
Development of Catalysts for CO2 Fixation:Use of Cooperative Effect
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依馬 正(岡山大学 大学院 自然科学研究科 教授)
二酸化炭素とエポキシドから環状炭酸エステルを合成できる高活性な二官能性触媒を開
発した。ポルフィリンの2 つの官能基(中心マグネシウムと第四級アンモニウムブロマイ
ド)の協同効果・相乗効果によって格段に優れた触媒活性を示した。0.0008 mol%の触媒
充填量でも生成物を収率良く与え,その時の触媒回転数(TON)は103000 であった。
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二酸化炭素を直接活性化利用する炭酸エステル製造プロセス
Process for the Production of Carbonic Acid Esters by Direct Activation of
Carbon Dioxide
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三宅信寿(旭化成ケミカルズ(株) 化学・プロセス研究所 主席研究員)
二酸化炭素の排出量削減・有効利用は,それぞれ地球温暖化抑制や化石資源依存からの
脱却につながり,大きな意義をもつ。さまざまな付加価値を提供できる化合物であるジフ
ェニルカーボネートを安全・安価な二酸化炭素から製造する新しい方法を紹介する。原料
の毒性や供給による立地制限もなく,GSC 概念に沿った革新的製造方法である。
【目次】
1.はじめに
2.従来の炭酸エステル製造方法
3.二酸化炭素を原料とする炭酸エステルの製造方法
4.二酸化炭素を直接活性化利用する炭酸エステル製造プロセス
5.おわりに
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二酸化炭素を用いた医薬品中間体の合成
Medicine Intermediate Synthesis Using Carbon Dioxide
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水野卓巳((地独)大阪市立工業研究所 有機材料研究部 部長)
常圧の二酸化炭素を原料とし,無溶媒条件下触媒量の強塩基DBU を利用した,重要な
医薬品中間体である2,4‐ジヒドロキシキナゾリン類の新しい合成法を開発した。この新規
合成反応の特徴は,二酸化炭素の有効利用,有機溶剤の削減,高圧条件を必要としないな
ど,理想的でグリーンケミストリーに一致したものと考えられる。
【目次】
1.はじめに
2.重要な医薬品中間体である 2,4‐ジヒドロキシキナゾリン
3.触媒量のDBU を用いた 2,4‐ジヒドロキシキナゾリンの合成
4.超臨界二酸化炭素を原料および溶媒として利用した 2,4‐ジヒドロキシキナゾリンの合成
5.常圧の二酸化炭素と触媒量のDBU のみを利用した 2,4‐ジヒドロキシキナゾリンの無溶媒合成
6.キナゾリンの合成における反応経路
7.おわりに
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研究開発情報
Report of Research & Development
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塩化第二鉄を利用した簡便なフラーレン誘導体の合成方法
Facile Synthesis of Fullerene Derivatives using FeCl3
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橋口昌彦(三菱化学(株) 機能化学本部 機能化学企画室 フラーレン開発グループ リサーチャー)
松尾 豊(東京大学 大学院 理学系研究科 光電変換化学講座 特任教授)
筆者らは,塩化第二鉄を利用するフラーレン誘導体の合成方法を開発している。安価な
材料,簡便な操作のみで各種フラーレン誘導体を製造できるため,スケールアップが容易
で,大幅なコストダウンが期待できる。また,この反応を用いてC60 同等のLUMO 準位
を有する新規アクセプター材料の合成に成功した。
【目次】
1.はじめに
2.塩化第二鉄を利用したアリール化フラーレンの合成
3.塩化第二鉄を利用したフラーレニルエステル誘導体の合成
4.フラーレニルエステル誘導体のアクセプター材料としての特性
5.おわりに
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TEP Trap 膜を用いた海水淡水化前処理法の開発
Development of Pretreatment Method using TEP Trap Membrane for Seawater Desalination
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柏原秀樹(住友電気工業(株) 新領域技術研究所 水ビジネス開発部)
母倉修司(住友電気工業(株) 新領域技術研究所 水ビジネス開発部)
矢萩 聡(住友電気工業(株) 新領域技術研究所 水ビジネス開発部)
中井龍資(住友電気工業(株) 新領域技術研究所 水ビジネス開発部)
松山秀人(神戸大学 先端膜工学センター)
大向吉景(神戸大学 先端膜工学センター)
海水淡水化における逆浸透膜のファウリングに影響を及ぼす因子として,海水中のゼリ
ー状成分TEP(Transparent Exo‒polymer Particles)に着目し,TEP を効率よく除去す
る前処理膜とその洗浄方法について研究した。前処理装置に必要な膜面積の低減が期待で
きる。
【目次】
1.はじめに
2.TEP によるファウリング
3.TEP Trap 膜(TT 膜)
4.TEP Trap の検証
5.TT 膜の洗浄機構
6.専用薬液の効果
7.海水濾過による実証実験
8.TT 技術の経済効果
9.おわりに
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世界の新薬2011(3)
New Drugs of the World
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村上尚道
【目次】
6.合成法新薬各論(その3)
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連載講座 高活性安定化添加剤の創造と開発をめざして(20)
chap.3 ポリフェノール―植物の紫外線との戦い
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植物におけるフラボノイドの役割
Importance of Flavonoids of Plants
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大勝靖一(工学院大学名誉教授)
カルコンは酸化防止能に加えて光酸化防止能を獲得した。合成物カルコンのことであ
り,実際植物中に存在するかどうかはわからないが,市販の紫外線吸収剤2‐ヒドロキシ
ベンゾフェノンの2 倍程度の活性のあるものが存在することがわかった。このカルコンは
それ自体光安定性が低く,植物の耐紫外線性には不満足であり,光安定性の高い三環構造
のナリンゲニンに代謝された。しかしこの構造はせっかく獲得した耐紫外線性ばかりでな
く耐酸化防止性を著しく低下させた。これを取り戻し,さらにはこれを凌駕する能力を獲
得していく過程が代謝経路と良く一致していることを,各代謝物の酸化防止活性・光酸化
防止活性の定量的測定によって明らかにされた。これについて詳細に説明する。
【目次】
1.はじめに
2.フラボノイドの代謝経路と活性
3.フラボノイド類の酸化防止活性
4.フラボノイド類の光酸化防止活性
5.フラボノイドへの代謝化合物の化学構造-光酸化防止活性を考える
6.フラボノイドの化学構造の役割‐代謝経路を考える
7.おわりに
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[ケミカルプロフィル]
L-セリン(L-Serine)
グリシン(Glycine)
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[ニュースダイジェスト]
・海外編
・国内編
