フロー式薄層電解セルを用いる支持塩フリー電解システムの開発

采用流动式薄层电解槽配套无盐电解系统开发

• 批准号: 17655068
• 负责人: 跡部 真人
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17655068/
• 关键词: 有機電解合成; グリーンケミストリー; マイクロリアクター

有機電解合成は、反応剤に電子そのものを使用することで重金属や有害試薬を使わない環境調和型のプロセスとして医農薬や機能性材料などの有用物質を供給できることから、1960年代以降、膨大な基礎研究の知見が蓄積され、その一部は企業化されるなど電気化学の一つの領域として目覚しい発展を遂げてきた。しかしながら、反応溶媒に十分なイオン伝導性を付与するためには、反応基質に対し過剰量の支持塩(一般に反応基質に対し50当量以上)が必要となり、更なるローエミッション化を指向する上でその存在は大きな課題となってきた。このような問題に対し、本研究は支持塩を全く用いない新規有機電解システムの開発を目的とし、電解セルの設計から実際の有機電解反応まで行おうとするものである。平成17年度の研究では実際、フロー式薄層電解セルをべ一スとする反応システムを試作し、メタノールを溶媒とするフランのメトキシ化反応を支持塩を加えずに実施したところ、最高98%の収率で目的のメトキシ体が得られた。また、この反応システムのさらなる高度化と汎用化を指向し、昨年度はメタノール以外のアルコキシ化反応への展開などを図り、さらに電流効率改善のためのセル改良も実施した。これに対し、本年度はまず溶媒を酢酸としたアセトキシ化への展開も図り、本システムのさらなる汎用化を実証した。また、効率的な反応を達成するためのセル構造の最適化を図るとともに薄層電解セルを積層化したフロー式積層型薄層電解セルを構築し、大量スケールでの合成にも成功した.

有机电解合成可用于提供有用的物质，例如医疗和农药以及功能材料，作为不使用重金属或有害试剂的环保工艺，自1960年代以来，已经积累了大量的基础研究，其中一些已经被商业化，并且已经取得了出色的发展作为电化学领域的出色发展。但是，为了对反应溶剂赋予足够的离子电导率，对反应底物需要过量的支撑盐（通常为50等于反应的底物），并且其存在已成为追求进一步低排放的主要挑战。为了解决这些问题，本研究旨在开发一种新的有机电解系统，该系统不使用任何辅助盐，旨在进行从电解细胞设计到实际有机电解反应的所有内容。在2005年的研究中，实际上是使用流动类型的薄层电解电池作为碱的试验系统，而在不添加辅助盐的情况下进行了Furan的甲氧基化反应，该反应是基于甲醇的溶剂，并且以高达98％的收率获得了所需的甲氧基形式。此外，为了进一步改善和推广该反应系统，去年我们将其开发为甲醇以外的其他烷氧化反应，并实施细胞改进以提高当前效率。作为回应，今年我们首先将乙酰氧化化作为溶剂，并证明了该系统的进一步概括。此外，我们已经优化了细胞结构以实现有效的反应，并构建了流动型层压层的薄层电解细胞，其中薄层电解细胞被堆叠，并成功地大规模合成它们。

项目成果

Self-supported paired electrosynthesis of 2,5-dimethoxy-2,5-dihydrofuran using a thin layer flow cell without intentionally added supporting electrolyte

• DOI: 10.1016/j.elecom.2004.10.012
• 发表时间: 2005-01-01
• 期刊: ELECTROCHEMISTRY COMMUNICATIONS
• 影响因子: 5.4
• 作者: Horii, D;Atobe, M;Marken, F
• 通讯作者: Marken, F

Electrochemical Copolymerization of Aromatic Compounds in Centrifugal Fields

• DOI: 10.1149/1.2007108
• 发表时间: 2005-10
• 期刊: Journal of The Electrochemical Society
• 影响因子: 3.9
• 作者: Atsushi Murotani;M. Atobe;T. Fuchigami

Highly-regulated Nanocoating of a Polymer Film on Carbon Nanofiber Using Ultrasonic Irradiation

使用超声波辐照在碳纳米纤维上进行高度调控的聚合物薄膜纳米涂层

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chem. Commun.
• 作者: Jong-Eun PARK;Miyuki SAIKAWA;Mahito ATOBE;Toshic FUCHIGAMI
• 通讯作者: Toshic FUCHIGAMI

Triarylamine mediated desulfurization of S-arylthiobenzoates and a tosylhydrazone derivative

• DOI: 10.1016/j.electacta.2005.08.014
• 发表时间: 2006-03
• 期刊: Electrochimica Acta
• 影响因子: 6.6
• 作者: Yi-Ling Shen;H. Hattori;K. Ding;M. Atobe;T. Fuchigami

Sonochemical Synthesis of Inorganic-organic Hybride Nanocomposite Based on Gold Nanoparticles and Polypyrrole

基于金纳米粒子和聚吡咯的无机-有机杂化纳米复合材料的声化学合成

• 发表时间: 2005
• 期刊: Chem.Lett. 34
• 作者: Jong-Eun PARK;Mahito ATOBE;Toshio FUCHIGAMI
• 通讯作者: Toshio FUCHIGAMI