Development of random copolymer creation by controlling anionic copolymerization precisely

通过精确控制阴离子共聚来开发无规共聚物

• 批准号: 21H01936
• 负责人: 永木 愛一郎
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01936/
• 关键词: フローマイクロリアクター; マイクロプロセスマテリアルインフォマティクス; ランダムコポリマー; 反応速度解析; フローマイクロ合成; アニオン重合; クエンチフロー法

本研究課題では高機能化が要求されるランダムコポリマー合成における、フロー精密合成法の開発を行った。特にフローマイクロリアクターの高い次回分解能を活用し、すなわち超高速なクエンチフロー法を活用することにより、高速なアニオン重合の速度解析技術の確立を行った。リアクターの形状やその送液方法、混合器の形状等を精査した結果、瞬間的に反応停止が可能な、すなわちフラッシュクエンチフローが可能なフローマイクロリアクターの構築に成功した。このフローマイクロリアクターを、数秒で完結する極めて高速なスチレンのアニオン重合に適用したところ、反応時間を精密に制御することにより、ミリ秒単位の反応時間における反応成績を明らかかにすることができた。開始反応が十分速いこと、重合度によらず成長反応の速度は一定であると仮定し、擬一次反応として反応時間と反応結果をプロットしたところ、本アニオン重合反応の擬一次速度定数を明らかにすることができた。さらに本フラッシュクエンチフロー技術を用い、種々の反応温度におけるアニオン重合の速度解析を行うことにより、スチレンのアニオン重合における活性化エネルギーや反応のギブスエネルギーなど種々の反応パラメータを明らかにすることができた。加えて、置換基を有するスチレンにおいて同様に反応速度解析をおこない擬一次反応速度定数を算出したところ、ハメットのパラメータとよい一致が見られたことからも、本分析により高速なアニオン重合の速度解析が可能であることが支持された。

在这个研究项目中，我们开发了一种用于无规共聚物合成的流动精密合成方法，该方法需要高功能性。特别是，利用流动微反应器的高二阶分辨率，即利用超高速急流法，建立了高速阴离子聚合速率分析技术。经过仔细研究反应器的形状、其液体输送方式、混合器的形状等，我们成功构建了一种可以立即停止反应，即能够闪骤骤冷流动的流动微反应器。当这种流动微反应器应用于苯乙烯的极高速阴离子聚合时，通过精确控制反应时间，可以在几秒钟内完成，可以在毫秒级的反应时间内澄清反应结果。假设引发反应足够快，并且无论聚合度如何，生长反应速率都是恒定的，我们将反应时间和反应结果绘制为伪一级反应，并找到了伪一级速率常数对于这个阴离子聚合反应我能够。此外，通过使用这种闪骤骤冷技术来分析不同反应温度下的阴离子聚合速率，我们能够阐明苯乙烯阴离子聚合中的各种反应参数，例如反应的活化能和吉布斯能。此外，当我们对带有取代基的苯乙烯进行类似的反应速率分析并计算准一级反应速率常数时，发现与哈米特参数非常吻合，这证明这是可能的。

项目成果

マイクロリアクター研究が導く高速合成化学

以微反应器研究为指导的快速合成化学

• 发表时间: 2022
• 作者: 永木愛一郎;高橋裕輔;永木愛一郎;永木愛一郎;永木愛一郎;永木愛一郎;永木愛一郎
• 通讯作者: 永木愛一郎

フロー電解による短寿命炭素カチオン種の高速発生と反応

通过流动电解快速生成和反应短寿命碳阳离子物种

• 发表时间: 2023
• 作者: 永木愛一郎;高橋裕輔;永木愛一郎;永木愛一郎;永木愛一郎
• 通讯作者: 永木愛一郎

Flash functional group-tolerant biaryl-synthesis based on integration of lithiation, zincation and negishi coupling in flow

基于流动中锂化、锌化和根岸耦合集成的闪速官能团耐受联芳基合成

• DOI: 10.3389/fceng.2022.964767
• 发表时间: 2022
• 期刊: Frontiers in Chemical Engineering
• 作者: Ashikari Yosuke;Guan Kaiteng;Nagaki Aiichiro
• 通讯作者: Nagaki Aiichiro

Flow‐Chemistry‐Enabled Synthesis of 5‐Diethylboryl‐2,3′‐bipyridine and Its Self‐Assembly Dynamics

5-二乙基硼基-2,3-联吡啶的流动化学合成及其自组装动力学

• DOI: 10.1002/chem.202202882
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chemistry A European Journal
• 作者: Wakabayashi Shigeharu;Takumi Masahiro;Kamio Shintaro;Wakioka Masayuki;Ohki Yasuhiro;Nagaki Aiichiro
• 通讯作者: Nagaki Aiichiro

Flash Synthesis and Continuous Production of C-Arylglycosides in a Flow Electrochemical Reactor

• DOI: 10.3389/fceng.2022.862766
• 发表时间: 2022-04
• 作者: Masahiro Takumi;A. Nagaki