17-18年度版 EYELA総合カタログ 373-374(374-375)

概要

  1. 10.合成装置
  1. 373
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1010789111213141516134乾燥器電気炉純水製造装置2恒温器低温槽恒温槽合成装置濃縮装置減圧装置凍結・噴霧乾燥機撹拌機ガラス反応容器ガラスコーティング振盪機定量送液ポンプ液体クロマトグラフ培養装置滅菌装置研究補助準備機器合成装置フロー合成法6冷却トラップ装置5低温・恒温水循環装置(チラー)http://www.eyela.co.jp373グリーン・サスティナブルケミストリーとフロー合成法■フロー合成装置とバッチ合成装置の対比反応容器温度管理混合撹拌合成手法合成装置スターラーフラスコオイルバス(アルミブロック)バッチ合成法送液ポンプ触媒カラムフロー合成法恒温槽SyntheticTechniques合成手法グリーン・サスティナブルケミストリー(Green&SustainableChemistry=GSC)は、人と環境にやさしく、持続可能な社会の実現を目指す化学および化学技術のあり方として注目されています。化学製品の設計から原料の選択、製造プロセス、使用、リサイクル、廃棄に至るまで、製品すべてのライフサイクルを見直し、地球環境と生態系への負荷を小さくし、安全・安心で豊かな持続可能な社会を実現する化学技術の確立と製品の創出を目指しています。グリーン・サスティナブルケミストリー(Green&SustainableChemistry=GSC)とはフロー合成法は、従来のバッチ合成法に比べ、方法論としてさまざまなメリットがあります。GSCに基づく生産プロセスの条件である「環境に配慮した製法、安全で操作が簡便、品質が一定して保障できる」といった要求を満たす合成方法だと考えられています。当社は汎用実験装置メーカーとして、フロー合成法の研究発展・普及を目的に、導入しやすく、取り扱いやすいフロー合成装置の供給を推進しています。■GSCに基づいたフロー合成法溶媒の使用量・廃棄物の削減比較的高濃度でも反応が行なえます。触媒濾過工程を省き、直接生成物が得られるので溶媒・廃棄物を削減できます。安全性が大幅に向上反応系は密閉空間なので作業者への薬品暴露を大幅に軽減できます。反応空間が小さいため、万が一事故が起きた場合でも影響が最低限で済みます。生産効率がアップカラム断面積に比例したスケールアップが可能です。必要なときに必要な量だけを生産(オンデマンド生産)できます。簡便操作で作業効率もアップポンプ送液で運転するので簡単で扱いやすく、自動化が容易です。触媒スクリーニングツールとしても使用できます。フロー合成法のメリット(グリーン、安全、効率化)フロー精密合成フロー合成法は、バルクケミカルの大量合成では一般的ですが、医薬品原料や機能性材料といったファインケミカルの分野においては、目的化合物の構造の複雑さからあまり行なわれていませんでした。しかし、2015年に東京大学・小林修教授らのグループにより、カラム型触媒反応容器のみを用いたフロー合成法による「医薬品有効成分ロリプラム(抗炎症薬)の全合成」が報告されました。この高収率・高選択収率を実現する合成手法は『フロー精密合成』と提唱され、さまざまな触媒や合成手法の開発が進められています。『フロー精密合成』は、個々の反応を組合せて多段階反応が構築できることで、構造の複雑な化学物も合成できるとされ、GSCに基づいた次世代の化学品合成法として、さまざまなファインケミカルの合成に適用されると期待されています。フロー精密合成の実例「医薬品有効成分ロリプラムの連続合成」東京大学・小林修教授のグループが、カラム型触媒反応容器のみを用いるフロー合成法によって、医薬品の有効成分であるロリプラム(抗炎症薬の一種)の全合成に成功しています。触媒を充填したカラム型反応容器を直列に接続して、複数の付加反応を連結することで8段階の精密合成反応をワンスルーで完結させています。触媒の開発・選定、基質溶液の溶媒・濃度・流速などの各工程の最適化には膨大な試行を重ね実現した一方で、反応システムは触媒を充填したカラム、それを温度調節するカラム恒温槽、送液ポンプ、水素ガスコントローラーとバルブ類を組合せた簡便なものでした。この事例は、フロー合成法がバッチ合成法と同様に利用できることを示したとともに、生産効率、安全性、省エネなど、フロー合成法のメリットが生かされ、化学品製造過程を飛躍的に進化させることが期待されています。「Nature」2015年4月16日号より一部引用ArCHOCH3NO2SiO2-NH2MalonateCaCI2Et3N+PS-Pybox-CaCI2H2PDMSi-Pd/BCH2OOSiO2-COOHNHArRolipram
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111213141516撹拌機ガラス反応容器ガラスコーティング振盪機定量送液ポンプ液体クロマトグラフ培養装置滅菌装置研究補助準備機器1010789134乾燥器電気炉純水製造装置2恒温器低温槽恒温槽合成装置濃縮装置減圧装置凍結・噴霧乾燥機合成装置フロー合成法6冷却トラップ装置5低温・恒温水循環装置(チラー)374製品のご使用の前には「取扱説明書」を必ずお読みください。製品に関するお問合せはアイラ・カスタマーセンターカラム型フローリアクターの特長とスケールアップフロー合成法は、不均一系触媒を充填したカラムに原料をポンプで少量ずつ送り出して反応させます。反応はカラムの内部で完結し、触媒はそのまま保持されるため、反応後の回収物は目的物のみが得られ、触媒分離などの後処理の必要がありません。カラム部を恒温槽で加熱するだけなので、バッチ合成法に比べて温度を管理する部分が小さく、加熱・除熱を効率よく行なうことが可能です。反応熱の暴走の危険がある反応もフロー合成法では安全性の高いコントロールが可能です。また、連続的に生成物が得られる手法なので大量合成にも適しています。スケールアップもカラムサイズ・流量を相似的に大きくすることで対応できるため、短期間で実験室スケールから生産スケールへ持ち上げることが可能です。運転時間で生産量が決定するのでオンデマンドの製品供給ができ、在庫削減や生産効率のアップといった経済性の面でのメリットも期待でき、次世代の工業化学的合成法として近年注目されています。フロー合成法では、反応時間=リアクター内の滞留時間となります。滞留時間は、基質流速やカラムサイズ(内径・長さ)によって変ってきます。実験スケールでは、反応がワンパスで完結するように、基質流速やカラムサイズを検討します。生産量は、バッチ合成法がフラスコサイズでコントロールするのに対して、フロー合成法では運転時間でコントロールします。少量のサンプルで反応条件の最適化を行なった後、運転時間をコントロールすることで目的の生産量ができます。実験スケールから生産スケールへ移行する際は、装置の大型化を行ないますが、流量とカラム内径(断面積)に相似関係が成り立つので、反応器設計が行ないやすいという利点もあります。実際には、温度管理の面からカラム径を際限なく大きくすることはできません。そのため、適当なカラムサイズの装置を複数台並列設置(ナンバリングアップ)することで、生産量の向上が可能です。■スケールアップの手法カラム型フローリアクターの特長生成物回収排ガス圧力調整弁試薬Bポンプカラム反応容器恒温槽試薬Aポンプ恒温槽コイルチューブフローシート触媒充填用カラムの模式図不均一系触媒基質、水素ガスが、触媒表面で反応基質溶液水素ガス生成物フィルター不均一系触媒を用いた水素化フロー反応装置CCR-1100G型では、触媒を充填したカラムに十分な量の水素ガスを導入しています。基質溶液はカラム内に少量ずつ投入されるので、触媒表面上での基質化合物と水素の接触頻度が非常に高くなり、効率よく水素化反応が進みます。バッチ合成法のように、高圧にして水素ガスを基質溶液に溶解させる必要がありません。触媒の種類や基質によっては常圧、もしくは微加圧での反応も可能です。サンプルが液体の場合は、無溶媒での反応も可能です。直接生産物が得られるので濃縮を必要としません。作業の効率性からも優れた手法です。■(水素化)フロー反応装置 カラム型フローリアクター CCR-1100G型スケールアップ手法の概略生産スケールカラム径:30㎜基質流速:20mL/minカラム:並列プレ生産スケールカラム径:30㎜基質流速:20mL/min実験スケールカラム径:5㎜基質流速:0.5mL/minナンバリングアップスケールアップ

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