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【特集】フロー・マイクロ合成―次世代合成の最前線―

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特集にあたって
Introduction

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有機リチウム化合物発生におけるフロー選択性制御と反応開発
Development of Flow Selecitivity Control via Generation of Organolithium Compounds

　精密有機合成のプロセス開発に際して,現代では省エネルギー化,省資源化,高効率化の達成がますます強く求められるようになっており,伝統的な化学産業において用いられてきた多量のエネルギーや重厚な設備に基づいた重工業的手法からの一刻も早い転換が求められている。連続生産と設備の小型化を同時に達成可能なマイクロフロー合成は近年特に注目されており,その特性を活かしたバッチ法にはできない合成法が開発されつつある。本章では高流速条件のもと,秒からミリ秒程度のごく短い滞留時間において高反応活性種の一つである有機リチウム種の反応制御について述べる。特に著者らが重視してきた有機リチウム種の発生における選択性に着目し,高速フロー条件における反応開発の事例について概説する。

【目次】
1　ハロゲン化アリールを原料とするハロゲン-リチウム交換における官能基選択性制御
2　複数のハロゲン置換基を同一の芳香環上に有するアリールリチウムの発生制御
3　複数のハロゲン置換基を有するアリールリチウムの発生制御
4　sp3炭素上での有機リチウム種発生制御に基づくフロー合成
5　結言

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ペプチドの次世代フロー・マイクロ合成法
Next-Generation Flow Microsyntheses of Peptides

　現在100超のペプチド医薬が上市されており,その8割以上が化学合成により供給されているため高効率ペプチド化学合成の重要性は高まっているが,現行の合成法は高コストで多量の廃棄物を生じる等の問題を抱えている。本稿では,筆者が問題解決のため取り組んできたフロー・マイクロ合成法を利用した高効率ペプチド合成について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ペプチドのフロー・マイクロ合成
2.1　超短鎖(< 6残基)N-メチル化ペプチドの環化法の開発
2.2　ワンフロー三成分連結法を駆使するペプチド鎖高速伸長法の開発
3　おわりに

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フロー電解合成化学
Organic Electrosynthesis in Flow Microreactor

　電解合成とマイクロフロー合成は,それぞれ現代の有機合成分野における重要な要素技術である。本稿では,これらを組み合わせたマイクロフロー電解合成化学に関して,筆者らの20年にわたるこれまでの研究を概説しつつ,電極光触媒反応・AIといった周辺技術との融合による最近の進歩を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　電解フローマイクロリアクターの構成と考え方
3　液-液平行流を利用するフロー電解合成
4　両極電解合成
5　光照射が可能な電解マイクロフローリアクター
6　ハイスループット実験と機械学習
7　おわりに

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ニトリルを原料とする連続フロー式アミン合成
Continuous Flow Amine Synthesis from Nitriles

　不均一系白金族触媒充填カートリッジにニトリルと水素ガスを移送して,第一級,第二級,第三級アミンを効率良く作り分ける方法の開発に成功した。触媒金属種,溶媒効果そして連続フローシステムのパラメータを組み合わせると,ニトリルの接触水素化を高選択的に制御できる。

【目次】
1　はじめに
2　研究背景
3　第三級および第二級アミンの合成
4　第一級アミン合成
5　長時間連続フロー反応への適用
6　おわりに

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AIを活用したフロー化学研究
Study of Flow Chemistry Driven by Artificial Intelligence

　2000年代の技術革新により有機合成化学におけるAI活用が注目されている。中でもポンプなどの機械を用いることが前提のフロー化学はAIとの相性がよく,近年,反応条件探索や反応結果の分析,反応の自動最適化などに活用されている。ここではそれらのAIを活用したフロー化学研究について最近の例とともにまとめた。

【目次】
1　はじめに
2　合成ルート提案のための高速なデータ収集
3　合成条件の自動探索
4　フローマイクロリアクターを用いた反応の自動最適化
5　AIを活用した反応評価と反応自動最適化
6　おわりに

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医薬品原薬製造を志向した連続生産技術の開発
Development of Continuous Manufacturing Technologies for Drug Substances

　医薬品原薬の製造法開発において,反応および晶析が目的物の品質制御にとって最も重要な操作である。近年注目されている連続生産技術を活用し,これらの操作を精密に制御できれば,より効率的な原薬製造法が構築できると期待される。本稿では,反応および晶析に焦点を当てた連続生産技術の開発事例について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　フロー合成技術を用いたグリニャール反応の精密制御
3　フロー合成技術および連続晶析技術を用いたジペプチドの効率的合成法の確立
4　フロー合成技術と連続晶析技術を統合した連続生産システムの開発
5　おわりに

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連続フロー生産プロセス研究～閉塞課題の解決に向けて～
Process Study of Continuous Flow Production ―Towards Solving the Crogging Problem―

　不溶分を含む反応の連続フロー生産プロセスを考える上で,いかに閉塞を回避し安定運転を実現するかは重要な課題である。本稿では,いずれも不溶分による閉塞の課題を有するリビングカチオン重合とBuLiを用いた反応のふたつの事例において,著者らが行った安定運転の実現のためのプロセス設計について紹介したい。

【目次】
1　はじめに
2　リビングカチオン重合
2.1　イソブチレンのリビングカチオン重合とその課題
2.2　閉塞のメカニズム解析
2.3　閉塞課題の解決
3　BuLiを用いる反応
3.1　BuLiを用いる反応とその課題
3.2　フローリアクターを用いたダパグリフロジン製造プロセスの検討と工業化
3.3　閉塞課題の解決
4　結言

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[連載]農薬研究の動向(3)

最近の除草剤開発の動向(2)
Recent Trend in Herbicide Discovery Studies(2)

【目次】
4.5　オーキシン様除草剤
4.6　1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸合成酵素(DXPS)阻害型除草剤
4.7　植物成長調節剤
4.8　新規の作用機構を有する除草剤
4.9　最近(2022年7月以降)ISOコモン名を取得した新規除草剤
5　おわりに

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[連載]ピリミジン系機能性化学品(染料,農薬,医薬品など)

第3回:二置換ピリミジン(5.10-5.23)
Disubstituted Pyrimidine Derivative(s 5.10-5.23)

　第2回はピリミジン,一置換ピリミジンおよび二置換ピリミジン誘導体(5.1-5.9)について述べた。今回は二置換ピリミジン誘導体後編(5.10-5.23)について述べる。

【目次】
5.10　4-(4-ヒドロキシピリミジン-2-イルアミノ)ベンゾニトリル
5.11　2-(2-メチル-5-ニトロアニリノ)-4-(3-ピリジニル)-2-ピリミジン
5.12　4-メチル-3-{[4-(3-ピリジニル)-2-ピリミジニル]アミノ}安息香酸エチル
5.13　2-tert-ブチル-5-ヒドロキシピリミジン
5.14　4,6-ジクロロピリミジン
5.15　4-クロロ-6-(メチルアミノ)ピリミジン
5.16　4-クロロ-6-ヒドラジノピリミジン
5.17　2,5-ジクロロピリミジン
5.18　5-ブロモ-2-クロロピリミジン
5.19　3-(5-ブロモピリミジン-2-イル)ベンジルアルコール
5.20　2-クロロ-4-メチルピリミジン
5.21　2-クロロピリミジン-5-カルボン酸エチル
5.22　3-(2-クロロピリミジン-4-イル)ベンジルアルコール
5.23　4-エチル-5-フルオロピリミジン

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[ケミカルプロフィル]

L-アスコルビン酸(ビタミンC)(Ascorbic acid)
アデニン(Adenine)

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[ニュースダイジェスト]

・海外編
・国内編