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特集:マイクロ波合成
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化学製造プロセスにおけるマイクロ波の利用
Microwave-assisted Chemical Processes
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竹内和彦((独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 総括研究員)
化学製造プロセスにマイクロ波を適用することにより,反応時間の大幅な短縮とともに,
反応プロセスの反応条件の緩和や環境負荷の低減,プラントの小型化,工程の簡略化,大
きな省エネ効果などが期待されている。本稿ではマイクロ波合成の原理と現状,さらに実
用プロセスへ向けた課題について概説した。
【目次】
1. はじめに
2. マイクロ波による加熱効果
3. 化学合成プロセスへの応用
3.1 反応の超高速化
3.2 選択性の向上
3.3 反応の無溶媒化
3.4 金属触媒反応および金属錯体合成の加速
3.5 高分子合成の加速
3.6 均一ナノ微粒子の生成
4. マイクロ波を用いた合成プロセス:ラボスケールから実用化へ
5. おわりに
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高効率,高選択的な合成反応
Highly Efficient and Selective Synthesis by Microwave Irradiation
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徳田昌生(北海道大学 キャリアセンター 特任教授;北海道大学名誉教授)
マイクロ波照射による有機合成反応は環境調和的な反応であり,きわめて高速で進行し,
高収率かつ高選択的に生成物を与える。まず,さまざまなマイクロ波効果について説明し,
次いでマイクロ波照射によって起こる高選択的合成反応,および高効率・高選択的で有機
合成上興味深い複素環化合物の合成反応ならびにクロスカップリング反応などを取り上げ
て紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. マイクロ波効果
3. 高選択的反応
4. 高効率合成反応
4.1 縮合反応-複素環化合物の合成
4.2 クロスカップリング反応
4.3 その他の合成反応
5. おわりに
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マイクロ波無溶媒有機合成
Microwave-assisted Solvent-free Organic Synthesis
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小島秀子(愛媛大学 工学部 応用化学科 教授)
無溶媒マイクロ波有機合成は,反応の大幅な加速に加えて,可燃性の有機溶媒を使用しな
いために安全であり,環境面からもよりグリーンな合成法といえる。マイクロ波無溶媒合
成は,ロ溶媒に溶かさずに基質をそのままニートで反応させる方法と,ロ基質を固相担体に
担持して反応させる方法に分けられる。本稿では,最近報告されたマイクロ波無溶媒有機
合成例を紹介している。
【目次】
1. はじめに
2. 基質をニートで反応させる無溶媒合成
3. 固相担体を用いる無溶媒合成
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マイクロ波照射下での金属触媒による有機合成
Metal-catalyzed Organic Synthesis under Microwave Irradiation
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牧岡良和(東京工業大学 資源化学研究所 助手)
田中正人(東京工業大学 資源化学研究所 教授)
マイクロ波照射は反応の飛躍的な短時間化を可能にするだけでなく,反応に使用する触媒
の量の低減にも効果的である。また,通常の加熱ではほとんど進行しない反応が,マイク
ロ波照射により効率よく進むケースもある。本稿では主として均一系遷移金属触媒下での
マイクロ波合成に焦点を絞り,最近の研究を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 遷移金属触媒によるアリール基のカップリング
2.1 鈴木―宮浦カップリング
2.2 根岸,熊田-玉尾-Corriuカップリング
3. 溝呂木-Heck反応
4. 薗頭反応
5. カルボニル化
6. オレフィンメタセシス
7. Buchwald-Hartwig反応
8. その他の反応
9. おわりに
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マイクロ波を用いた高分子合成
Microwave Polymer Synthesis
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長畑律子((独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 研究員)
竹内和彦((独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 総括研究員)
最近,マイクロ波技術が高分子合成に応用され始め,さまざまな反応系で反応速度の大き
な向上のみならず選択性の向上やナノ粒子の生成など,単なる加熱効果を超えた新しい反
応場として期待されている。本稿では,ここ10 年ほどの応用例をあげ,今後の課題につ
いても言及する。
【目次】
1. はじめに
2. 逐次重合
3. 開環重合
4. ラジカル重合
5. おわりに
マイクロ波駆動化学による金属錯体ならびに微粒子の合成
Syntheses of Metal Complexes and Inorganic Nanoparticles
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和田雄二(大阪大学大学院 工学研究科 生命先端工学専攻 助教授)
塚原保徳(大阪大学大学院 工学研究科 生命先端工学専攻 博士研究員)
中村考志(大阪大学大学院 工学研究科 生命先端工学専攻)
マイクロ波照射下では,その加熱モードの特殊性に基づき,無機粒子合成において粒径分
布の狭いナノ粒子が短時間で合成できる。また,金属錯体合成においては大幅な合成時間
の短縮や収率の増加がみられることが多い。本稿では,それらの事例を集めて整理した。
ここにみられるような“特殊効果”は“非熱的効果”とも呼ばれ,注目を浴びている。こ
れからその仕組みを解明することが重要な課題である。
【目次】
1. マイクロ波駆動化学による化学反応の特徴
2. 錯体合成とマイクロ波
3. マイクロ波加熱を用いたナノ粒子合成
3.1 金属ナノ粒子
3.2 金属酸化物および金属カルコゲニド微粒子
4. 展望
世界の新薬2004(1)
New Drugs ofthe W orld 2004
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村上尚道
鈴木-宮浦クロスカップリング反応1),複雑な官能基を有する化合物の炭素-炭素結合を
シンプルに行うことのできるこの反応により,多段階の合成過程を飛躍的に短縮すること
が可能となった。ボロン酸とボロン酸エステルは,このカップリングを必要とする有機合
成にとって非常に重要な要素である。
【目次】
1. はじめに
2. 新薬の動向
3. 合成法新薬の概況
4. 合成法新薬各論(その1)
ケミカルプロフィル
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フェニルホスホン酸
Phenylphosphonic acid
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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
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ヘプチルアルコール
Heptyl alcohol
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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
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ヘリオトロピン
Heriotropin
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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
コラム:技術雑記(第3話)
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アイスマン
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永田宏二(東京都技術アドバイザー)
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ニュースダイジェスト
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海外編
国内編
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化学製造プロセスにおけるマイクロ波の利用
Microwave-assisted Chemical Processes
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竹内和彦((独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 総括研究員)
化学製造プロセスにマイクロ波を適用することにより,反応時間の大幅な短縮とともに,
反応プロセスの反応条件の緩和や環境負荷の低減,プラントの小型化,工程の簡略化,大
きな省エネ効果などが期待されている。本稿ではマイクロ波合成の原理と現状,さらに実
用プロセスへ向けた課題について概説した。
【目次】
1. はじめに
2. マイクロ波による加熱効果
3. 化学合成プロセスへの応用
3.1 反応の超高速化
3.2 選択性の向上
3.3 反応の無溶媒化
3.4 金属触媒反応および金属錯体合成の加速
3.5 高分子合成の加速
3.6 均一ナノ微粒子の生成
4. マイクロ波を用いた合成プロセス:ラボスケールから実用化へ
5. おわりに
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高効率,高選択的な合成反応
Highly Efficient and Selective Synthesis by Microwave Irradiation
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徳田昌生(北海道大学 キャリアセンター 特任教授;北海道大学名誉教授)
マイクロ波照射による有機合成反応は環境調和的な反応であり,きわめて高速で進行し,
高収率かつ高選択的に生成物を与える。まず,さまざまなマイクロ波効果について説明し,
次いでマイクロ波照射によって起こる高選択的合成反応,および高効率・高選択的で有機
合成上興味深い複素環化合物の合成反応ならびにクロスカップリング反応などを取り上げ
て紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. マイクロ波効果
3. 高選択的反応
4. 高効率合成反応
4.1 縮合反応-複素環化合物の合成
4.2 クロスカップリング反応
4.3 その他の合成反応
5. おわりに
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マイクロ波無溶媒有機合成
Microwave-assisted Solvent-free Organic Synthesis
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小島秀子(愛媛大学 工学部 応用化学科 教授)
無溶媒マイクロ波有機合成は,反応の大幅な加速に加えて,可燃性の有機溶媒を使用しな
いために安全であり,環境面からもよりグリーンな合成法といえる。マイクロ波無溶媒合
成は,ロ溶媒に溶かさずに基質をそのままニートで反応させる方法と,ロ基質を固相担体に
担持して反応させる方法に分けられる。本稿では,最近報告されたマイクロ波無溶媒有機
合成例を紹介している。
【目次】
1. はじめに
2. 基質をニートで反応させる無溶媒合成
3. 固相担体を用いる無溶媒合成
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マイクロ波照射下での金属触媒による有機合成
Metal-catalyzed Organic Synthesis under Microwave Irradiation
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牧岡良和(東京工業大学 資源化学研究所 助手)
田中正人(東京工業大学 資源化学研究所 教授)
マイクロ波照射は反応の飛躍的な短時間化を可能にするだけでなく,反応に使用する触媒
の量の低減にも効果的である。また,通常の加熱ではほとんど進行しない反応が,マイク
ロ波照射により効率よく進むケースもある。本稿では主として均一系遷移金属触媒下での
マイクロ波合成に焦点を絞り,最近の研究を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 遷移金属触媒によるアリール基のカップリング
2.1 鈴木―宮浦カップリング
2.2 根岸,熊田-玉尾-Corriuカップリング
3. 溝呂木-Heck反応
4. 薗頭反応
5. カルボニル化
6. オレフィンメタセシス
7. Buchwald-Hartwig反応
8. その他の反応
9. おわりに
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マイクロ波を用いた高分子合成
Microwave Polymer Synthesis
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長畑律子((独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 研究員)
竹内和彦((独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 総括研究員)
最近,マイクロ波技術が高分子合成に応用され始め,さまざまな反応系で反応速度の大き
な向上のみならず選択性の向上やナノ粒子の生成など,単なる加熱効果を超えた新しい反
応場として期待されている。本稿では,ここ10 年ほどの応用例をあげ,今後の課題につ
いても言及する。
【目次】
1. はじめに
2. 逐次重合
3. 開環重合
4. ラジカル重合
5. おわりに
マイクロ波駆動化学による金属錯体ならびに微粒子の合成
Syntheses of Metal Complexes and Inorganic Nanoparticles
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和田雄二(大阪大学大学院 工学研究科 生命先端工学専攻 助教授)
塚原保徳(大阪大学大学院 工学研究科 生命先端工学専攻 博士研究員)
中村考志(大阪大学大学院 工学研究科 生命先端工学専攻)
マイクロ波照射下では,その加熱モードの特殊性に基づき,無機粒子合成において粒径分
布の狭いナノ粒子が短時間で合成できる。また,金属錯体合成においては大幅な合成時間
の短縮や収率の増加がみられることが多い。本稿では,それらの事例を集めて整理した。
ここにみられるような“特殊効果”は“非熱的効果”とも呼ばれ,注目を浴びている。こ
れからその仕組みを解明することが重要な課題である。
【目次】
1. マイクロ波駆動化学による化学反応の特徴
2. 錯体合成とマイクロ波
3. マイクロ波加熱を用いたナノ粒子合成
3.1 金属ナノ粒子
3.2 金属酸化物および金属カルコゲニド微粒子
4. 展望
世界の新薬2004(1)
New Drugs ofthe W orld 2004
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村上尚道
鈴木-宮浦クロスカップリング反応1),複雑な官能基を有する化合物の炭素-炭素結合を
シンプルに行うことのできるこの反応により,多段階の合成過程を飛躍的に短縮すること
が可能となった。ボロン酸とボロン酸エステルは,このカップリングを必要とする有機合
成にとって非常に重要な要素である。
【目次】
1. はじめに
2. 新薬の動向
3. 合成法新薬の概況
4. 合成法新薬各論(その1)
ケミカルプロフィル
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フェニルホスホン酸
Phenylphosphonic acid
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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
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ヘプチルアルコール
Heptyl alcohol
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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
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ヘリオトロピン
Heriotropin
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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
コラム:技術雑記(第3話)
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アイスマン
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永田宏二(東京都技術アドバイザー)
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ニュースダイジェスト
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海外編
国内編
