研究者データベース

永木 愛一郎(ナガキ アイイチロウ)
理学研究院 化学部門 有機・生命化学分野
教授

基本情報

所属

  • 理学研究院 化学部門 有機・生命化学分野

職名

  • 教授

学位

  • 博士(京都大学)

Researcher ID

  • Y-2110-2018

J-Global ID

研究キーワード

  • 有機金属化学   マイクロ化学   高分子化学   有機合成化学   

研究分野

  • ナノテク・材料 / 有機合成化学

職歴

  • 2022年04月 - 現在 北海道大学 大学院理学研究院 化学部門 教授
  • 2018年06月 - 2022年03月 京都大学 大学院工学研究科 准教授
  • 2013年01月 - 2018年05月 京都大学 大学院工学研究科 講師
  • 2013年08月 - 2013年11月 ブリストル大学(イギリス) School of Chemistry 訪問研究員
  • 2012年04月 - 2013年03月 和歌山県工業技術センター 客員研究員
  • 2008年12月 - 2012年12月 京都大学 大学院工学研究科 助教
  • 2011年07月 - 2011年08月 バーリ大学(イタリア) Department of Pharmacy 訪問研究員
  • 2006年12月 - 2008年11月 京都大学 大学院工学研究科 産学官連携助教
  • 2006年08月 - 2006年11月 京都大学 大学院工学研究科 産学官連携研究員
  • 2005年04月 - 2006年07月 東京大学 先端科学技術センター 博士研究員

学歴

  • 2002年04月 - 2005年03月   京都大学   大学院工学研究科   合成・生物化学専攻 博士課程
  • 2000年04月 - 2002年03月   京都大学   大学院工学研究科   合成・生物化学専攻 修士課程
  •         - 2002年   京都大学
  •         - 2000年   同志社大学   工学部   機能分子工学科
  •         - 2000年   同志社大学

所属学協会

  • 化学とマイクロ・ナノシステム学会   近畿化学協会   有機合成化学協会   化学工学会   高分子学会   日本化学会   

研究活動情報

論文

  • Yosuke Ashikari, Kaiteng Guan, Aiichiro Nagaki
    Frontiers in Chemical Engineering 4 2022年07月22日 [査読有り]
     
    We achieved an integration of a lithiation of aryl bromides, a zincation of thus-generated aryllithiums, and a Negishi coupling of the arylzinc with an aryl halide in one flow. Taking advantages of flow microreactors, biaryls bearing a wide range of functional groups, especially biaryls bearing multiple electrophilic-functionalities were synthesized.
  • Kyoko Mandai, Tetsuya Yamamoto, Hiroki Mandai, Aiichiro Nagaki
    Beilstein Journal of Organic Chemistry 18 660 - 668 2022年06月13日 
    The enhanced reaction rate in the epoxidation of cyclohexene with air as an oxidant was discovered without any added catalyst utilizing a continuous flow reactor constructed with readily available stainless steel parts and devices. This continuous-flow process demonstrates a significant improvement in reaction time for highly selective epoxide production over the batch process due to the efficient mass transfer between the liquid phase and air. The flow process discovered was operated continuously with good operational stability, evaluated by a constant high yield of cyclohexene oxide, to obtain the desired product with high productivity.
  • Masahiro Takumi, Aiichiro Nagaki
    Frontiers in Chemical Engineering 4 2022年04月12日 [査読有り]
     
    Electrochemistry provides a green and atom-efficient route to synthesize pharmaceutical and useful functional molecules, as it eliminates the need for the harsh chemical oxidants and reductants commonly used in traditional chemical reactions. To promote the implementation of electrochemical processes in the industry, there is a strong demand for the development of technologies that would allow for scale-up and a shortened reaction process time. Herein, we report that electrolysis was successfully accomplished using a flow-divided-electrochemical reactor within a few seconds, enabling the desired chemical conversion in a short period of time. Moreover, the narrow electrode gap of the flow reactor, which offers greener conditions than the conventional batch reactor, resulted in the continuous flash synthesis of C-arylglycosides.
  • Yosuke Ashikari, Kei Maekawa, Masahiro Takumi, Noriyuki Tomiyasu, Chiemi Fujita, Kiyoshi Matsuyama, Riichi Miyamoto, Hongzhi Bai, Aiichiro Nagaki
    Catalysis Today 388-389 231 - 236 2022年04月 [査読有り][招待有り]
  • Masahiro Takumi, Hodaka Sakaue, Aiichiro Nagaki
    Angewandte Chemie International Edition 61 10 e202116177  2022年03月 [査読有り][通常論文]
  • Yosuke Ashikari, Takashi Tamaki, Yusuke Takahashi, Yiyue Yao, Mahito Atobe, Aiichiro Nagaki
    Frontiers in Chemical Engineering 3 819752  2022年01月26日 [査読有り][招待有り]
     
    Owing to its applicability in sustainable engineering, flow electrochemical synthesis in a proton-exchange membrane (PEM) reactor has attracted considerable attention. Because the reactions in PEM reactors are performed under electro-organic and flow-synthetic conditions, a higher number of reaction parameters exist compared to ordinary reactions. Thus, the optimization of such reactions requires significant amounts of energy, time, chemical and human resources. Herein, we show that the optimization of alkyne semihydrogenation in PEM reactors can be facilitated by means of Bayesian optimization, an applied mathematics strategy. Applying the optimized conditions, we also demonstrate the generation of a deuterated Z-alkene.
  • Masahiro Takumi, Hodaka Sakaue, Daiki Shibasaki, Aiichiro Nagaki
    Chemical Communications 2022年
  • フローマイクロケミストリーに基づく反応集積化
    永木愛一郎, 芦刈洋祐
    ケミカルタイムス 263 1 3 - 6 2022年01月 [査読有り][招待有り]
  • Yosuke Ashikari, Takashi Tamaki, Tomoko Kawaguchi, Mai Furusawa, Yuya Yonekura, Susumu Ishikawa, Yusuke Takahashi, Yoko Aizawa, Aiichiro Nagaki
    Chemistry – A European Journal 27 65 16107 - 16111 2021年11月22日
  • Yosuke Ashikari, Kei Maekawa, Mai Ishibashi, Chiemi Fujita, Kiyonari Shiosaki, Hongzhi Bai, Kiyoshi Matsuyama, Aiichiro Nagaki
    Green Processing and Synthesis 10 1 722 - 728 2021年11月18日 [査読有り][招待有り]
     
    Abstract Owing to their recyclability, heterogeneous transition metal catalysts represent a means of conserving depletable resources for the synthesis of pharmaceutical, agricultural, and functional chemicals. We recently developed a novel heterogeneous palladium catalyst and demonstrated its synthetic availability for Suzuki–Miyaura cross-coupling. Herein, we report the further application of the present catalyst to cross-coupling reactions in batch and flow, as well as a hydrogenative reduction reaction in flow. We demonstrate the flow synthesis for useful material, a liquid crystal, and a 1 h sequential operation of the coupling reaction and hydrogenation reaction.
  • フロー高速合成とAI活用の将来展望について
    永木愛一郎, 芦刈洋祐, 宅見正浩
    化学工学 85 11 611 - 614 2021年10月 [査読有り][招待有り]
  • Takashi Tamaki, Aiichiro Nagaki
    Tetrahedron Letters 81 153364 - 153364 2021年09月 [査読有り][通常論文]
  • Yosuke Ashikari, Aiichiro Nagaki
    SYNTHESIS-STUTTGART 53 11 1879 - 1888 2021年06月 [査読有り][招待有り]
     
    Aryl-aryl cross-coupling reactions are important reactions for the production of various biaryl compounds. This short review covers the various aryl-aryl cross-coupling reactions carried out in flow, focusing on the metal species of the aryl nucleophiles used in the cross-coupling reactions.1 Introduction2 Suzuki-Miyaura Coupling (B)3 Migita-Kosugi-Stille Coupling (Sn)4 Negishi Coupling (Zn)5 Kumada-Tamao-Corriu Coupling (Mg)6 Murahashi Coupling (Li)7 Conclusion
  • Takashi Tamaki, Aiichiro Nagaki
    Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan 79 5 483 - 491 2021年05月01日 [査読有り][招待有り]
     
    Organic synthesis is an essential technology to create functional materials such as pharmaceuticals, plastics and electronics materials, and has enriched our lives. Recently chemicals having more complicated structure have been required to realize sophisticated materials. ehemoselective reaction is one of the most important tools for synthesizing such complicated compounds and is achieved by optimizing reaction conditions, using appropriate reagents, utilizing difference of reaction rate and so on. When we utilize the difference of reaction rate, chemoselectivity was sometimes not enough in macro batch system because a volume of reaction system is large and heat and mass transfers are not efficient. On the other hand, microreactors have! small reaction space and heat and mass transfer become more efficient. Thus better chemoselectivity according to reaction kinetics can be accomplished. In this review, we explained the reason why heat and mass transfer were more efficient in microreactor than in macro batch system. Then, examples of chemoselective reactions using microreactors were introduced. Finally, one -flow and multi -step reactions by integrating of microreactors were also introduced.
  • Aiichiro Nagaki, Yosuke Ashikari, Masahiro Takumi, Takashi Tamaki
    CHEMISTRY LETTERS 50 3 485 - 492 2021年03月 [査読有り][招待有り]
     
    Organolithium reagents are often too unstable to use due to being highly reactive. This limits their application in organic synthesis. This review highlights our approach to various synthetic reactions mediated by organolithium reagents based on flash chemistry conducted in flow reactors, especially utilizing space-integration of the flow reactions.
  • Yosuke Ashikari, Takashi Tamaki, Masahiro Takumi, Aiichiro Nagaki
    Topics in Medicinal Chemistry 2021年 [査読有り][招待有り]
  • Naresh Bhuma, Ludivine Lebedel, Hiroki Yamashita, Yutaka Shimizu, Zahra Abada, Ana Arda, Jerome Desire, Bastien Michelet, Agnes Martin-Mingot, Ali Abou-Hassan, Masahiro Takumi, Jerome Marrot, Jesus Jimenez-Barbero, Aiichiro Nagaki, Yves Bleriot, Sebastien Thibaudeau
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 60 4 2036 - 2041 2021年01月 [査読有り][通常論文]
     
    The transformation of glycals into 2,3-unsaturated glycosyl derivatives, reported by Ferrier in 1962, is supposed to involve an alpha,beta unsaturated glycosyl cation, an elusive ionic species that has still to be observed experimentally. Herein, while combination of TfOH and flow conditions failed to observe this ionic species, its extended lifetime in superacid solutions allowed its characterization by NMR-based structural analysis supported by DFT calculations. This allyloxycarbenium ion was further exploited in the Ferrier rearrangement to afford unsaturated nitrogen-containing C-aryl glycosides and C-alkyl glycosides under superacid and flow conditions, respectively.
  • Kentaro Okano, Yoshiki Yamane, Aiichiro Nagaki, Atsunori Mori
    SYNLETT 31 19 1913 - 1918 2020年12月 [査読有り][招待有り]
     
    Selective trapping of (4,5-dibromo-2-thienyl)lithium, known to undergo halogen dance, was achieved in a flow microreactor. This transient thienyllithium, generated by mixing 2,3-dibromothiophene and lithium diisopropylamide at -78 degrees C for 1.6 seconds, reacted with benzaldehyde. The reaction system is also applicable to other carbonyl compounds to afford the corresponding adducts in good yields. Moreover, the established conditions permit the conversion of 2,5-dibromothiophene into a mixture of the two constitutional isomers. The contrasting results are discussed on the basis of the reaction pathway.
  • Yiyuan Jiang, Yosuke Ashikari, Kaiteng Guan, Aiichiro Nagaki
    SYNLETT 31 19 1937 - 1941 2020年12月 [査読有り][招待有り]
     
    We herein report that flow microreactors can promote an efficiency of radical chain reactions. The chain reactions with a fast propagation step can be accelerated by virtue of an efficient heat-transfer character of the microreactors, whereas the yield of those reactions with a slow propagation step was increased by flow microreactors. Moreover, the yield was further increased by a sequential addition of the initiators, which was allowed by a flow-sequential-addition system.
  • Yosuke Ashikari, Tomoko Kawaguchi, Kyoko Mandai, Yoko Aizawa, Aiichiro Nagaki
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 142 40 17039 - 17047 2020年10月 [査読有り][通常論文]
     
    In spite of their potential utility, the chemistry of dimetalated arenes is still in its infancy because they are extremely difficult to synthesize. We report a novel method of synthesizing arenes bearing a boryl group and a metallic substituent, such as boryl, silyl, stannyl, or zincyl groups, in an integrated flow microreactor based on the generation and reactions of aryllithiums bearing a trialkyl borate moiety. The bimetallic arenes showed a remarkable chemoselectivity in palladium-catalyzed cross-coupling reactions. The selectivity was switched by the selection of the metal species that constitutes the dimetalated arenes as well as appropriate catalysts.
  • Tsuyoshi Yamada, Aya Ogawa, Hayato Masuda, Wataru Teranishi, Akiko Fujii, Kwihwan Park, Yosuke Ashikari, Noriyuki Tomiyasu, Tomohiro Ichikawa, Riichi Miyamoto, Hongzhi Bai, Kiyoshi Matsuyama, Aiichiro Nagaki, Hironao Sajiki
    CATALYSIS SCIENCE & TECHNOLOGY 10 18 6359 - 6367 2020年09月 [査読有り][通常論文]
     
    Two different types of palladium catalysts supported on dual-pore monolithic silica beads [5% Pd/SM and 0.25% Pd/SM(sc)] for chemoselective hydrogenation were developed. Alkyne, alkene, azide, and nitro functionalities and the aromaticN-Cbz protecting group were chemoselectively hydrogenated using 5% Pd/SM. On the other hand, 0.25% Pd/SM(sc) showed unique and higher hydrogenation catalyst activity toward a wide variety of reducible functionalities. Furthermore, the catalyst activities of both 5% Pd/SM and 0.25% Pd/SM(sc) under flow hydrogenation conditions were also evaluated. A pre-packed 5% Pd/SM cartridge could be used continuously for at least 72 h without any loss of catalyst activity. The 0.2% Pd/SM(sc) catalyst prepacked in a cartridge showed high catalyst activity for the flow hydrogenation of trisubstituted alkenes under mild reaction conditions.
  • Marco Colella, Arianna Tota, Yusuke Takahashi, Ryosuke Higuma, Susumu Ishikawa, Leonardo Degennaro, Renzo Luisi, Aiichiro Nagaki
    Angewandte Chemie 132 27 11016 - 11020 2020年06月26日
  • Marco Colella, Arianna Tota, Yusuke Takahashi, Ryosuke Higuma, Susumu Ishikawa, Leonardo Degennaro, Renzo Luisi, Aiichiro Nagaki
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 59 27 10924 - 10928 2020年06月 [査読有り][通常論文]
     
    The external quenching method based on flow microreactors allows the generation and use of short-lived fluoro-substituted methyllithium reagents, such as fluoromethyllithium, fluoroiodomethyllithium, and fluoroiodostannylmethyllithium. Highly chemoselective reactions have been developed, opening new opportunities in the synthesis of fluorinated molecules using fluorinated organometallics.
  • Katia Perez, Baptiste Picard, Daniela Vuluga, Fabrice Burel, Rainier Hreiz, Falk Laurent, Jean-Marc Commenge, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida, Isabelle Chataigner, Jacques Maddaluno, Julien Legros
    ORGANIC PROCESS RESEARCH & DEVELOPMENT 24 5 787 - 791 2020年05月 [査読有り][通常論文]
     
    The influence of the mixer shape on the stereoselectivity was measured for lithium-bromine exchange on a gem-dibromoalkene followed by proton trapping. Sixteen passive mixers with eight different angles (135, 120, and 105 degrees (Y mixers); 90 degrees (T mixer); 75, 60, 45, and 30 degrees OAT mixers)) and two internal diameters (500 and 250 mu m) associated with a tubular microflow reactor having an internal diameter of 500 mu m were used. The 45 degrees W-shaped mixer with a smaller internal diameter gave the best selectivity for the monobrominated E product over a range of flow rates without the usual cryogenic conditions (20 degrees C). With methyl benzoylformate as the electrophile, the corresponding polyfunctionalized product was obtained in a space-time yield of 81 kg L-1 h(-1) .
  • Tetsuya Yamamoto, Osamu Tonomura, Aiichiro Nagaki
    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 53 2 73 - 77 2020年02月20日 [査読有り][通常論文]
  • Alexandre Baralle, Tomoaki Inukai, Tomoyuki Yanagi, Keisuke Nogi, Atsuhiro Osuka, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida, Hideki Yorimitsu
    CHEMISTRY LETTERS 49 2 160 - 163 2020年02月 [査読有り][通常論文]
     
    Flow microreactors have allowed an efficient extended Pummerer reaction of ketene dithioacetal monoxides with anilines by precise control of unstable sulfonium intermediates and spatial separation of the generation of the intermediates and the nucleophilic attack to the intermediates. A new iodonium-mediated cyclization has been devised to convert the products, thioimidates, into indoles.
  • Yusuke Takahashi, Yosuke Ashikari, Masahiro Takumi, Yutaka Shimizu, Yiyuan Jiang, Ryosuke Higuma, Susumu Ishikawa, Hodaka Sakaue, Ibuki Shite, Kei Maekawa, Yoko Aizawa, Hiroki Yamashita, Yuya Yonekura, Marco Colella, Renzo Luisi, Toshihiro Takegawa, Chiemi Fujita, Aiichiro Nagaki
    EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY 2020 5 618 - 622 2020年02月 [査読有り][通常論文]
     
    In a flow microreactor, aryllithiums bearing a piperidylmethyl group were generated using nBuLi by precise residence time control and effective temperature control, and then selectively borylated with boronic esters such as 2-isopropoxy-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane (BpinOiPr) and trimethyl borate B(OMe)(3) by fast mixing. Moreover, the direct integration with Suzuki-Miyaura cross coupling were successfully achieved to obtain nitrogen-containing biaryl compounds. The present method could be applied for the straightforward synthesis of the key intermediate of a bioactive component bearing a piperidylmethyl-biphenyl framework.
  • Marco Colella, Aiichiro Nagaki, Renzo Luisi
    Chemistry – A European Journal 26 1 19 - 32 2020年01月02日 [査読有り][通常論文]
  • Daisuke Ichinari, Yosuke Ashikari, Kyoko Mandai, Yoko Aizawa, Jun-ichi Yoshida, Aiichiro Nagaki
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 59 4 1567 - 1571 2020年01月 [査読有り][通常論文]
     
    A novel straightforward method for aryl azides having functional groups based on generation and reactions of aryllithiums bearing a triazene group from polybromoarenes using flow microreactor systems was achieved. The present approach will serve as a powerful method in organolithium chemistry and open a new possibility in the synthesis of polyfunctional organic azides.
  • Kyoko Mandai, Yuta Tsuchihashi, Yousuke Ashikari, Jun-ichi Yoshida, Aiichiro Nagaki
    TETRAHEDRON LETTERS 61 2 2020年01月 [査読有り][通常論文]
     
    The synthesis of O-18-labeled enantioenriched compounds and their facile evaluation system to determine enantiomeric excess (ee) using mass spectroscopy was described. Equimolar mixture of O-18-labeled and non-labeled pseudo-enantiomers were used as a substrate for enzyme-catalyzed kinetic resolution. Ees determined by mass spectroscopy showed good agreement with those by HPLC. Our method would be a promising tool for fast evaluation of ee and contribute to development of enantioselective transformations. (C) 2019 Published by Elsevier Ltd.
  • Yosuke Ashikari, Kodai Saito, Toshiki Nokami, Jun-ichi Yoshida, Aiichiro Nagaki
    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 25 67 15239 - 15243 2019年12月 [査読有り][通常論文]
     
    The present study describes the cationic oxo-thiolation of polymerizable alkenes by using highly reactive cationic species generated by anodic oxidation. These highly reactive cations were able to activate alkenes before their polymerization. Fast mixing in flow microreactors effectively controlled chemoselectivity, enabling higher reaction temperatures.
  • Aiichiro Nagaki, Hiroki Yamashita, Yuta Tsuchihashi, Katsuyuki Hirose, Masahiro Takumi, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 25 60 13719 - 13727 2019年10月 [査読有り][通常論文]
     
    Flow microreactors enabled the successful generation of various functional alkyllithiums containing electrophilic functional groups, as well as the use of these alkyllithiums in subsequent reactions. The high reactivity of these series of reactions could be achieved by the extremely accurate and selective control of residence time. Moreover, integrated flow microreactor systems could be used to successfully synthesize heterotelechelic polymers with two functionalities, one at each end, via a process involving controlled anionic polymerization initiated by functional alkyllithium compounds, followed by trapping reactions with difunctional electrophiles.
  • Yuichi Nakahara, Mai Furusawa, Yuta Endo, Toshiya Shimazaki, Keita Ohtsuka, Yusuke Takahashi, Yiyuan Jiang, Aiichiro Nagaki
    CHEMICAL ENGINEERING & TECHNOLOGY 42 10 2154 - 2163 2019年10月 [査読有り][通常論文]
     
    A continuous-flow reaction system was developed, allowing flow conditions of the entire system to be maintained at a predetermined constant level, which is one of the most significant factors for successful industrial application. Controlled/living anionic polymerization was selected as a model reaction since the characteristics of its polymer products, molecular weights, and molecular weight distributions are highly susceptible to changes in the relative flow rates of a monomer and initiator solutions. In flow microreactors, controlled/living anionic polymerization of styrene in tetrahydrofuran (THF)/hexane initiated by THF-diluted n-butyllithium (n-BuLi) was examined. Poly(styrenes) of larger molecule sizes such as Mn > 15 000 were successfully synthesized. After continuous operation for four hours, ca. 0.5 kg of the polymer was readily produced with narrow molecular weight distribution, demonstrating the applicability of this continuous-flow system for controlled/living anionic polymerization on considerably large scale with a view to its industrial usage in the future.
  • Aiichiro Nagaki, Yiyuan Jiang, Hiroki Yamashita, Naoshi Takabayashi, Yusuke Takahashi, Jun-ichi Yoshida
    CHEMICAL ENGINEERING & TECHNOLOGY 42 10 2113 - 2118 2019年10月 [査読有り][通常論文]
     
    The lithiation of 5,5 '-dibromo-2,2 '-bithiophene with one equivalent of an alkyllithium such as n-BuLi or s-BuLi was studied by varying the residence time in flow microreactors. With a short residence time, the product 2,2 '-bithiophene (3) derived from dilithiation was obtained preferentially and a significant amount of the starting material 5,5 '-dibromo-2,2 '-bithiophene remained unchanged. An increase in the residence time caused a higher yield of the product 5-bromo-2,2 '-bithiophene derived from monolithiation with expense in the yields of 2,2 '-bithiophene and 5,5 '-dibromo-2,2 '-bithiophene. The lithiation using MeLi gave the product 5-bromo-2,2 '-bithiophene preferentially even with a very short residence time.
  • Aiichiro Nagaki
    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 258 2019年08月 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki
    TETRAHEDRON LETTERS 60 32 2019年08月 [査読有り][通常論文]
     
    Examples in this mini-review illustrate the potential of flow microreactor chemistry in chemical science and chemical production. Flow microreactors provide a powerful method for novel transformations via functional organolithiums that cannot be achieved using a conventional macro batch reactor. (C) 2019 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Mitsuki Hori, Keisuke Nogi, Aiichiro Nagaki, Hideki Yorimitsu
    ASIAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY 8 7 1084 - 1087 2019年07月 [査読有り][通常論文]
     
    Pummerer-based annulation of alkenyl sulfoxides, mainly ketene dithioacetal monoxides (KDMs), with nitriles has been developed. By means of trifluoromethanesulfonic anhydride (Tf2O) as an activator, additive Pummerer reaction and subsequent C-S-bond-forming cyclization from the nitrilium intermediates furnished the corresponding thiazoles. Moreover, the nitrilium intermediates proved to be interrupted intermolecularly by H2O to afford oxazoles instead of thiazoles.
  • Aiichiro Nagaki, Kengo Sasatsuki, Satoshi Ishiuchi, Nobuyuki Miuchi, Masahiro Takumi, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 25 19 4946 - 4950 2019年04月 [査読有り][通常論文]
     
    Synthesis of ketones containing various functional groups from acid chlorides bearing electrophilic functional groups and functionalized organolithiums was achieved using a flow microreactor system. Extremely fast mixing is important for high chemoselectivity.
  • Yusuke Takahashi, Aiichiro Nagaki
    MOLECULES 24 8 2019年04月 [査読有り][通常論文]
     
    Flow microreactors are expected to make a revolutionary change in chemical synthesis involving various fields of polymer synthesis. In fact, extensive flow microreactor studies have opened up new possibilities in polymer chemistry including cationic polymerization, anionic polymerization, radical polymerization, coordination polymerization, polycondensation and ring-opening polymerization. This review provides an overview of flow microreactors in anionic polymerization and their various applications.
  • Yuta Endo, Mai Furusawa, Toshiya Shimazaki, Yusuke Takahashi, Yuichi Nakahara, Aiichiro Nagaki
    ORGANIC PROCESS RESEARCH & DEVELOPMENT 23 4 635 - 640 2019年04月 [査読有り][通常論文]
     
    In the anionic polymerization of styrene using a flow microreactor, there was a strong correlation between the molecular weight distribution (M-w/M-n) of the polymer and the mixing speed. By taking advantage of this relationship, a new type of mixability evaluation was developed using the flow microreactor system. The new method allowed the mixability to be evaluated at 0 degrees C or a lower temperature with high accuracy. With the ability to be applied for a wider range of reaction conditions, it offers a great advantage over other evaluation procedures such as the Dushman reaction, which requires reaction temperatures to be above 0 degrees C. The presented method is a promising alternative as a new evaluation technique for mixing efficiency.
  • Yuichi Nakahara, Bert Metten, Osamu Tonomura, Aiichiro Nagaki, Shinji Hasebe, Jun-ichi Yoshida
    ORGANIC PROCESS RESEARCH & DEVELOPMENT 23 4 641 - 647 2019年04月 [査読有り][通常論文]
     
    A synthesis process for the ionic liquid (IL) 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BMIM center dot Cl) was developed using a flow microreactor (FMR) in this study. After the reaction rate analysis, the FMR was efficiently designed using computational fluid dynamics simulation, which can shorten the process development time by reducing trial-and-error experimentation. The designed FMR is composed of a V-shaped mixer and a tubular reactor having a millimeter-scale inner diameter. From the viewpoint of process operation and control, reactors with larger inner diameter are basically preferable. The influence of three inner diameters, 0.75, 2.16, and 4.35 mm, that satisfy temperature constraints on product quality, product yield, and production volume was investigated. It was found that as the inner diameter becomes large, the product yield becomes low because the mass transfer approaches the rate-limiting step of the reaction process. To avoid this problem, it was proposed that static mixers should be built in the reactor having the inner diameter of 4.35 mm. As a result, its production volume, without lowering the product yield, could be improved about 39 times compared with the conventional one.
  • Osamu Tonomura, Satoshi Taniguchi, Kazuki Nishi, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida, Katsuyuki Hirose, Norio Ishizuka, Shinji Hasebe
    CATALYSTS 9 4 2019年04月 [査読有り][通常論文]
     
    To realize stable operation of a microchemical system, it is necessary to develop a process monitoring method that can detect and diagnose blocked microreactors. In this study, a system composed of five monolithic microreactors and a split-and-recombine-type flow distributor (SRFD) was developed for Suzuki-Miyaura coupling. Firstly, the effects of operating conditions on the yield was examined by using a single microreactor. After that, an optimal design problem was formulated to maximize the blockage detection performance by adjusting the channel resistances of the SRFD and the sensor locations in the SRFD under the design constraints. To efficiently solve the problem, a pressure drop compartment model, which is analogous to electrical resistance networks, was used. The optimally designed system was experimentally evaluated from the viewpoint of the capability of continuous operation and the blockage detection and diagnosis performance. The evaluation results show that continuous operation was successfully carried out for one hour, and that the artificially generated blockage of each microreactor was accurately identified. The developed system minimized the process performance degradation due to blockage.
  • Aiichiro Nagaki, Hiroki Yamashita, Katsuyuki Hirose, Yuta Tsuchihashi, Jun-ichi Yoshida
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 58 12 4027 - 4030 2019年03月 [査読有り][通常論文]
     
    Flash chemistry based on flow microreactor systems allowed alkyllithiums bearing electrophilic functional groups to be successfully generated and used for subsequent reactions. The series of reactions with high reactivity was achieved by extremely accurate control over residence time in a controlled and selective manner.
  • Aiichiro Nagaki, Katsuyuki Hirose, Yuya Moriwaki, Masahiro Takumi, Yusuke Takahashi, Koji Mitamura, Kimihiro Matsukawa, Norio Ishizuka, Jun-ichi Yoshida
    CATALYSTS 9 3 2019年03月 [査読有り][通常論文]
     
    The space integration of the lithiation of aryl halides, the borylation of aryllithiums, and Suzuki-Miyaura coupling using a Pd catalyst supported by a polymer monolith flow reactor without using an intentionally added base was achieved. To scale up the process, a series connection of the monolith Pd reactor was examined. To suppress the increase in the pressure drop caused by the series connection, a monolith reactor having larger pore sizes was developed by varying the temperature of the monolith preparation. The monolithic Pd reactor having larger pore sizes enabled Suzuki-Miyaura coupling at a higher flow rate because of a lower pressure drop and, therefore, an increase in productivity. The present study indicates that series connection of the reactors with a higher flow rate serves as a good method for increasing the productivity without decreasing the yields.
  • Yusuke Ishigaki, Tomohiro Iwai, Yuki Hayashi, Aiichiro Nagaki, Ryo Katoono, Kenshu Fujiwara, Jun-ichi Yoshida, Takanori Suzuki
    SYNLETT 29 16 2147 - 2154 2018年10月 [査読有り][通常論文]
     
    Triarylmethylium-o,o-dimers adopt a twisted geometry so that two diarylmethyliums are stacked in a slipped manner. Thus, chiral auxiliaries on the aryl groups induce a preference in the axial chirality of the central biphenyl unit. Strong circular dichroism is attained through exciton coupling, which can be used for additional spectral output in their electrochromic behavior. Diastereoselectivity based on - stacking exhibits unique solvent effects, thus endowing multifunctional response properties.
  • Katsuhiro Komuro, Aiichiro Nagaki, Hiroki Shimoda, Masahiro Uwamori, Jun-ichi Yoshida, Masahisa Nakada
    SYNLETT 29 15 1989 - 1994 2018年09月 [査読有り][通常論文]
     
    Successful transformations of 3-iodo-1-methyl-5,6-dihydropyridin-2(1 H )-one into its derivatives by a halogen-lithium exchange and subsequent reactions in a flow microreactor system are described. The methylation of the organolithium compound generated from 3-iodo-1-methyl-5,6-dihydropyridin-2(1 H )-one in the flow microreactor system afforded the desired methylated product in 68% yield, whereas the yield of the corresponding batch reaction was 23%. This superiority of the flow microreactor system was further emphasized in the reaction of the organolithium compound with methoxycarbonyl isocyanate, which gave the desired imide in 78% yield by using the flow microreactor system whereas the yield of the corresponding batch reaction was only 2%. The established flow microreactor system was also effectively used for the reaction of the organolithium compound with phenyl isocyanate to afford the desired product in 52% yield.
  • Takeshi Fujita, Naruki Konno, Yota Watabe, Tomohiro Ichitsuka, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida, Junji Ichikawa
    Journal of Fluorine Chemistry 207 72 - 76 2018年03月 [査読有り][通常論文]
     
    Thermally unstable (3,3,3-trifluoroprop-1-en-2-yl)lithium was generated by lithiation of 2-bromo-3,3,3-tri-fluoroprop-1-ene and successively underwent borylation in a flow microreactor system. Direct use of the 1-(trifluoromethyl)vinylborate thus formed for the Suzuki-Miyaura coupling in a batch system afforded alpha-(tri-fluoromethyl)styrenes in high yields.
  • Aiichiro Nagaki, Hiroki Yamashita, Yusuke Takahashi, Satoshi Ishiuchi, Keita Imai, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY LETTERS 47 1 71 - 73 2018年 [査読有り][通常論文]
     
    \ Micromixing enables highly selective mono addition of aryllithiums to dialdehydes. Because the unchanged formyl group in the products can be used for further transformations, the present approach serves as a powerful method for protecting-group-free synthesis.
  • Aiichiro Nagaki, Satoshi Ishiuchi, Keita Imai, Kengo Sasatsuki, Yuichi Nakahara, Jun-ichi Yoshida
    REACTION CHEMISTRY & ENGINEERING 2 6 862 - 870 2017年12月 [査読有り][通常論文]
     
    Generation of highly unstable functional aryllithiums followed by chemoselective reactions with difunctional electrophiles were successfully achieved using flow microreactor systems equipped with micromixers to give highly functionalized compounds without protecting functional groups. Extremely fast micromixing is responsible for high chemoselectivity.
  • Daisuke Ichinari, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY 25 23 6224 - 6228 2017年12月 [査読有り][通常論文]
     
    Generation and reactions of methyl azide (MeN3) were successfully performed by using a flow reactor system, demonstrating that the flow method serves as a safe method for handling hazardous explosive methyl azide. The reaction of NaN3 and Me2SO4 in a flow reactor gave a MeN3 solution, which was used for Huisgen reaction with benzoyl cyanide in a flow reactor after minimal washing. The resulting 1-methyl-5-benzoyltetrazole serves as a key intermediate of picarbutrazox (IX), a new potent pesticide. (C) 2017 Published by Elsevier Ltd.
  • Jun-ichi Yoshida, Heejin Kim, Aiichiro Nagaki
    Journal of Flow Chemistry 7 3-4 60 - 64 2017年09月 [査読有り][通常論文]
     
    This perspective article discusses the basic concept of time control by space based on flow and micro, some examples that realized extremely fast reactions which were difficult to achieve by conventional flask chemistry, and the future of this fascinating chemistry.
  • A. Nagaki, S. Kim, N. Miuchi, H. Yamashita, K. Hirose, J. Yoshida
    Organic Chemistry Frontiers 3 10 1250 - 1253 2016年10月 [査読有り][通常論文]
     
    © the Partner Organisations 2016. Reaction-pathway control of 2-lithio-2′-silylbiphenyls was accomplished in flow microreactor systems. Effective switching between the intermolecular reaction with an electrophile and the intramolecular reaction was performed at will by choosing an appropriate residence time and temperature region.
  • Aiichiro Nagaki, Yuichi Nakahara, Mai Furusawa, Tomoya Sawaki, Tetsuya Yamamoto, Hideaki Toukairin, Shinsuke Tadokoro, Toshiya Shimazaki, Toshihide Ito, Masakazu Otake, Hidenori Arai, Naoya Toda, Keita Ohtsuka, Yusuke Takahashi, Yuya Moriwaki, Yuta Tsuchihashi, Katsuyuki Hirose, Jun-ichi Yoshida
    ORGANIC PROCESS RESEARCH & DEVELOPMENT 20 7 1377 - 1382 2016年07月 [査読有り][通常論文]
     
    A practical microchemical reaction system for keeping process flow at defined conditions, which is one of the key issues of industrial production, was developed. Controlled/living anionic polymerization was chosen as a test reaction because the molecular weight and molecular weight distribution of polymer products are quite sensitive to the relative flow rate of an initiator solution and that of a monomer solution. The polymerization of styrene in THF/hexane was carried out using a flow microreactor system consisting of two T-shaped rnicromixers and two microtube reactors using Smooth flow pumps at 0 degrees C. Poly(styrene) with higher molecular weight such as Mn > 10000 could be synthesized using s-BuLi (Mn = 14000, M-w/M-n = 1.11). n-BuLi could also be used as an initiator. The continuous operation was performed for 3 h without any problems to obtain ca. 1 kg of the polymer, indicating the feasibility of continuous flow processes for controlled/living anionic polymerization on a relatively large scale.
  • Yosuke Tani, Masahiro Takumi, Satori Moronaga, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    EUROPEAN POLYMER JOURNAL 80 227 - 233 2016年07月 [査読有り][通常論文]
     
    Cationic polymerization of vinyl ethers using a multifunctional dendritic initiator and multifunctional terminators in a flow microreactor system gave polymers having multiple functionalities on both ends. Subsequent transformation of the resulting polymers through Suzuki-Miyaura coupling and/or copper-mediated azide-alkyne cycloaddition gave linear-dendritic hybrid polymers. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Aiichiro Nagaki, Yusuke Takahashi, Jun-ichi Yoshida
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 55 17 5327 - 5331 2016年04月 [査読有り][通常論文]
     
    Using a flow microreactor system, carbamoyllithium compounds were successfully generated and used for reactions with electrophiles to give various amides, including -ketoamides. The present method could be applied to the three-component synthesis of functionalized -ketoamides using a carbamoyllithium compound, methyl chloroformate, and a functionalized organolithium reagent.
  • Aiichiro Nagaki, Katsuyuki Hirose, Osamu Tonomura, Satoshi Taniguchi, Toshiki Taga, Shinji Hasebe, Norio Ishizuka, Jun-ichi Yoshida
    ORGANIC PROCESS RESEARCH & DEVELOPMENT 20 3 687 - 691 2016年03月 [査読有り][通常論文]
     
    Synthesis of a key intermediate of valsartan was accomplished using five parallel monolithic micro reactors connected to a split-and-recombine-type flow distributor. The channel resistances of the flow distributor were designed so as to minimize the flow maldistribution among reactors by using pressure drop compartment model, which is analogous to electrical resistance network
  • A. Nagaki, S. Kim, N. Miuchi, H. Yamashita, K. Hirose, J. Yoshida
    ORGANIC CHEMISTRY FRONTIERS 3 10 1250 - 1253 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    Reaction-pathway control of 2-lithio-2'-silylbiphenyls was accomplished in flow microreactor systems. Effective switching between the intermolecular reaction with an electrophile and the intramolecular reaction was performed at will by choosing an appropriate residence time and temperature region.
  • Aiichiro Nagaki, Jun-Ichi Yoshida
    ORGANOMETALLIC FLOW CHEMISTRY 57 137 - 175 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    This chapter presents a brief overview regarding the use of flow microreactors for the preparation and reactions of organometallic species, with special emphasis on the synthetic transformations using highly reactive species such as organolithiums and organomagnesiums that are difficult or impossible to achieve using conventional batch reactors.
  • Leonardo Degennaro, Aiichiro Nagaki, Yuya Moriwaki, Giuseppe Romanazzi, Maria Michela Dell'Anna, Jun-ichi Yoshida, Renzo Luisi
    OPEN CHEMISTRY 14 1 377 - 382 2016年01月 [査読有り][通常論文]
     
    A mild and sustainable synthesis of 2,2-disubstituted oxetanes has been achieved through the use of a flow microreactor system. By controlling the residence time a highly unstable intermediate such as 2-phenyloxetan-2-yl lithium can be generated and trapped with various electrophiles affording in moderate to good yields 2-substituted-2-phenyloxetanes at higher temperatures with respect to macrobatch-mode where -78 degrees C is required.
  • A. Nagaki, K. Hirose, Y. Moriwaki, K. Mitamura, K. Matsukawa, N. Ishizuka, J. Yoshida
    CATALYSIS SCIENCE & TECHNOLOGY 6 13 4690 - 4694 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    Integration of the preparation of arylboronic esters via aryllithiums and Suzuki-Miyaura coupling using monolithic Pd catalyst without an intentionally added base was achieved. A continuous operation has been done successfully for over 21 hours.
  • Aiichiro Nagaki, Masahiro Takumi, Yosuke Tani, Jun-ichi Yoshida
    TETRAHEDRON 71 35 5973 - 5978 2015年09月 [査読有り][通常論文]
     
    Cationic polymerization of vinyl ethers initiated by an electrogenerated dendritic diarylcarbenium ion in the presence of 2,6-di-tert-butylpyridine was developed using a flow microreactor. The carbocationic polymer end generated by polymerization of isobutyl vinyl ether was effectively trapped by various nucleophiles such as trimethyl(1-phenylvinyloxy)silane and allyltrimethylsilane to give polymers with very narrow molecular weight distribution. The block copolymerization of two vinyl ethers followed by trapping with nucleophiles was successfully accomplished to give structurally well-defined macromolecules. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Jun-ichi Yoshida, Akihiro Shimizu, Yosuke Ashikari, Tatsuya Morofuji, Ryutaro Hayashi, Toshiki Nokami, Aiichiro Nagaki
    BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN 88 6 763 - 775 2015年06月 [査読有り][通常論文]
     
    Reaction integration which combines multiple reactions in a single operation in one pot or in a flow system without isolating intermediates enhances the power and speed of organic synthesis to meet future demands for synthesis of various organic molecules. This article provides a brief outline of a new field of organic synthesis based on time integration and space integration of reactions using unstable reactive cationic intermediates generated by electrochemical oxidation.
  • Aiichiro Nagaki
    JOURNAL OF SYNTHETIC ORGANIC CHEMISTRY JAPAN 73 5 423 - 434 2015年05月 [査読有り][通常論文]
     
    Flow microreactor, new methodology that can change the whole concept of conventional synthetic chemistry, has attracted a lot of attention from both academia and industry. This paper describes the progress and brief history of the flow microreactor research, and then discusses features of various flow reactors, reaction types suitable for flow microreactor, advantages over conventional batch reactors, and the future development in this field.
  • Aiichiro Nagaki, Keita Imai, Satoshi Ishiuchi, Jun-ichi Yoshida
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 54 6 1914 - 1918 2015年02月 [査読有り][通常論文]
     
    Flash chemistry using flow microreactors enables highly chemoselective reactions of difunctional electrophiles with functionalized aryllithium compounds by virtue of extremely fast micromixing. The approach serves as a powerful method for protecting-group-free synthesis using organolithium compounds and opens a new possibility in the synthesis of polyfunctional organic molecules.
  • Aiichiro Nagaki, Yusuke Takahashi, Andrea Henseler, Chika Matsuo, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY LETTERS 44 2 214 - 216 2015年02月 [査読有り][通常論文]
     
    High-resolution reaction time control in flow microreactors enables the reaction-pathway switching of trichlorovinyllithium generated by the H/Li exchange of trichloroethene. The method was successfully applied to the synthesis of 1,1,2-trichloroalkenes, 1-chloroalkynes, and unsymmetrically disubstituted ethynes.
  • Aiichiro Nagaki, Yuta Tsuchihashi, Suguru Haraki, Jun-ichi Yoshida
    ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY 13 26 7140 - 7145 2015年 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Yuta Tsuchihashi, Suguru Haraki, Jun-ichi Yoshida
    ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY 13 26 7140 - 7145 2015年 [査読有り][通常論文]
     
    Reductive lithiation of benzyl halides bearing aldehyde carbonyl groups followed by reaction with subsequently added electrophiles was successfully accomplished without affecting the carbonyl groups by taking advantage of short residence times in flow microreactors.
  • Aiichiro Nagaki, Kana Akahori, Yusuke Takahashi, Jun-ichi Yoshida
    JOURNAL OF FLOW CHEMISTRY 4 4 168 - 172 2014年12月 [査読有り][通常論文]
     
    Living anionic polymerization of perfluoroalkyl methacrylates initiated by 1,1-diphenylhexyllithium was conducted without adding lithium chloride in an integrated flow microreactor system. The high degree of polydispersity index (PID) control was achieved at 0 degrees C (2-(nonafluorobutyl) ethyl and 2-(tridecafluorohexyl) ethyl methacrylates) or -40 degrees C (2,2,2-trifluoroethyl methacrylate). The subsequent reaction of a reactive polymer chain end with alkyl methacrylates or tert-butyl acrylate led to the formation of fluorine-containing block copolymers with narrow PDI.
  • Aiichiro Nagaki, Shinya Tokuoka, Jun-ichi Yoshida
    CHEMICAL COMMUNICATIONS 50 95 15079 - 15081 2014年10月 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Daisuke Ichinari, Jun-ichi Yoshida
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 136 35 12245 - 12248 2014年09月 [査読有り][通常論文]
     
    A flow microreactor method for three-component coupling of benzyne was developed based on flash chemistry. o-Bromophenyllithium generated from 1-bromo-2-iodobenzene and a functionalized aryllithium generated from the corresponding aryl halide were mixed at -70 degrees C. In the subsequent reactor o-bromophenyllithium is decomposed to generate benzyne without affecting the functionalized aryllithium at -30 degrees C, and carbolithiation of benzyne with the aryllithium took place spontaneously. The resulting functionalized biaryllithium was reacted with an electrophile in the subsequent reactor to give the corresponding three-component coupling product. The precise optimization of reaction conditions using the temperature-residence time mapping is responsible for the success of the present transformation. The present method has been successfully applied to the synthesis of boscalid.
  • Aiichiro Nagaki, Yusuke Takahashi, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 20 26 7931 - 7934 2014年06月 [査読有り][通常論文]
     
    Carboxylation of short-lived organolithiums bearing electrophilic functional groups such as nitro, cyano, and alkoxycarbonyl groups with CO2 to give carboxylic acids and active esters was accomplished in a flow microreactor system. The successful reactions indicate that gas/liquid mass transfer and the subsequent chemical reaction with CO2 are extremely fast.
  • Aiichiro Nagaki, Jun-Ichi Yoshida
    Lithium Compounds in Organic Synthesis: From Fundamentals to Applications 491 - 512 2014年05月19日 [査読有り][通常論文]
  • Takanori Suzuki, Yasuto Uchimura, Fumika Nagasawa, Takashi Takeda, Hidetoshi Kawai, Ryo Katoono, Kenshu Fujiwara, Kei Murakoshi, Takanori Fukushima, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY LETTERS 43 1 86 - 88 2014年01月 [査読有り][通常論文]
     
    Low-temperature X-ray analyses on several pseudopolymorphs (solvate crystals) revealed that the C-1-C-2 bond length of the highly congested title molecule can adopt quite different values [1.700(6)-1.739(6)angstrom]. Such an unusual observation indicates that the ultralong covalent bond is endowed with "expandability," thus the prestrained bond can be elongated or shortened very easily accompanied by only a minute change in energy, which can be compensated by intermolecular perturbation in the crystal.
  • Aiichiro Nagaki, Shinya Tokuoka, Jun-ichi Yoshida
    CHEMICAL COMMUNICATIONS 50 95 15079 - 15081 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    alpha-(Trifluoromethyl)vinyllithium was generated and used for the reaction with electrophiles at -78 degrees C in a flow microreactor although the batch reaction should be carried out at ca. -100 degrees C, and the method was applied to continuous flow three-component synthesis of alpha-trifluoromethylamides.
  • Hideki Amii, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    BEILSTEIN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY 9 2793 - 2802 2013年12月 [査読有り][通常論文]
     
    Organo-fluorine compounds are the substances of considerable interest in various industrial fields due to their unique physical and chemical properties. Despite increased demand in wide fields of science, synthesis of fluoro-organic compounds is still often faced with problems such as the difficulties in handling of fluorinating reagents and in controlling of chemical reactions. Recently, flow microreactor synthesis has emerged as a new methodology for producing chemical substances with high efficiency. This review outlines the successful examples of synthesis and reactions of fluorine-containing molecules by the use of flow microreactor systems to overcome long-standing problems in fluorine chemistry.
  • Aiichiro Nagaki
    JOURNAL OF SYNTHETIC ORGANIC CHEMISTRY JAPAN 71 10 1002 - 1019 2013年10月 [査読有り][通常論文]
     
    Chemical synthesis in microreactors has received significant research interests both from academia and industry. Herein we report that organolithium reactions that are difficult to be done in batch can be achieved in flow microreactors. Characteristic features of flow microreactors such as precise residence time control are responsible for the control of unstable organolithiums. Protecting-group free synthesis and stereoselective synthesis using unstable organolithiums using flow microreactors serve as powerful tools in organic synthesis. Integration of such organolithium reactions also enhances the power and speed of organic synthesis and polymer synthesis.
  • Jun-Ichi Yoshida, Aiichiro Nagaki
    Microreactors in Preparative Chemistry: Practical Aspects in Bioprocessing, Nanotechnology, Catalysis and More 231 - 242 2013年07月19日 [査読有り][通常論文]
  • Jun-Ichi Yoshida, Aiichiro Nagaki
    Micro Process Engineering: A Comprehensive Handbook 2 81 - 97 2013年04月10日 [査読有り][通常論文]
  • Jun-Ichi Yoshida, Aiichiro Nagaki
    Micro Process Engineering: A Comprehensive Handbook 2 109 - 130 2013年04月10日 [査読有り][通常論文]
  • Jun-Ichi Yoshida, Aiichiro Nagaki
    Micro Process Engineering: A Comprehensive Handbook 2 131 - 141 2013年04月10日 [査読有り][通常論文]
  • Jun-Ichi Yoshida, Aiichiro Nagaki
    Micro Process Engineering: A Comprehensive Handbook 2 229 - 244 2013年04月10日 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Yuki Uesugi, Heejin Kim, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL 8 4 705 - 708 2013年04月 [査読有り][通常論文]
  • Arianna Giovine, Biagia Musio, Leonardo Degennaro, Aurelia Falcicchio, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida, Renzo Luisi
    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 19 6 1872 - 1876 2013年02月 [査読有り][通常論文]
  • Jun-ichi Yoshida, Yusuke Takahashi, Aiichiro Nagaki
    CHEMICAL COMMUNICATIONS 49 85 9896 - 9904 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    Flash chemistry based on high-resolution reaction time control using flow microreactors enables chemical reactions that cannot be done in batch and serves as a powerful tool for laboratory synthesis of organic compounds and for production in chemical and pharmaceutical industries.
  • Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    CONTROLLED POLYMERIZATION AND POLYMERIC STRUCTURES: FLOW MICROREACTOR POLYMERIZATION, MICELLES KINETICS, POLYPEPTIDE ORDERING, LIGHT EMITTING NANOSTRUCTURES 259 1 - 50 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    Flow microreactors are expected to make a revolutionary change in chemical synthesis in various fields of polymer synthesis. In fact, extensive studies on cationic polymerization, anionic polymerization, radical polymerization, coordination polymerization, polycondensation, and ring-opening polymerization using flow microreactor systems have opened new possibilities in polymer chemistry and the polymer industry. This article provides, in a concise form, a current overall picture of polymerization using flow microreactors.
  • Aiichiro Nagaki, Daisuke Ichinari, Jun-ichi Yoshida
    CHEMICAL COMMUNICATIONS 49 31 3242 - 3244 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    Reactions of functionalized aryllithiums with dialkyl oxalates were achieved using a flow microreactor to obtain alpha-keto esters with high selectivity by virtue of fast 1 : 1 micromixing.
  • Aiichiro Nagaki, Daisuke Yamada, Shigeyuki Yamada, Masatomo Doi, Daisuke Ichinari, Yutaka Tomida, Naofumi Takabayashi, Jun-ichi Yoshida
    AUSTRALIAN JOURNAL OF CHEMISTRY 66 2 199 - 207 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    A continuous flow microreactor method for generating and carrying out reactions on pyridyllithiums has been developed based on Br/Li exchange reactions of bromopyridines and dibromopyridines. The reactions can be carried out without using cryogenic conditions by virtue of short residence times and efficient heat transfer, while very low temperatures such as -78 or -110 degrees C are required for conventional batch macro methods. Moreover, sequential introduction of two different electrophiles has been successfully achieved using dibromopyridines in an integrated flow microreactor system composed of four micromixers and four microtube reactors.
  • Aiichiro Nagaki, Yusuke Takahashi, Kana Akahori, Jun-ichi Yoshida
    MACROMOLECULAR REACTION ENGINEERING 6 11 467 - 472 2012年11月 [査読有り][通常論文]
     
    Living anionic polymerization of tert-butyl acrylate initiated by 1,1-diphenylhexyllithium is conducted in a flow microreactor system in the presence of lithium chloride. A high degree of control over the molecular weight distribution is achieved under easily accessible conditions, for example at -20 degrees C. The subsequent reaction of a reactive polymer chain end with an alkyl methacrylate in an integrated flow micoreactor system leads to the formation of a block copolymer with a narrow molecular weight distribution.
  • Aiichiro Nagaki, Naofumi Takabayashi, Yuya Moriwaki, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 18 38 11871 - 11875 2012年09月 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Yusuke Takahashi, Shigeyuki Yamada, Chika Matsuo, Suguru Haraki, Yuya Moriwaki, Songhee Kim, Jun-ichi Yoshida
    JOURNAL OF FLOW CHEMISTRY 2 3 70 - + 2012年09月 [査読有り][通常論文]
     
    Vinyllithiums were effectively generated by bromine-lithium exchange reaction of vinyl bromides with one eq of s-BuLi in a flow microreactor system at 0 degrees C or 20 degrees C, although two eq of t-BuLi and much lower temperatures are required for a conventional macro batch reaction. Subsequent reactions with various electrophiles in the flow microreactor system gave the corresponding vinyl compounds in good yields.
  • Takanori Suzuki, Yasuto Uchimura, Yusuke Ishigaki, Takashi Takeda, Ryo Katoono, Hidetoshi Kawai, Kenshu Fujiwara, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY LETTERS 41 5 541 - 543 2012年05月 [査読有り][通常論文]
     
    Based on space integration using a flow microreactor system, the title unsymmetrically substituted pyracenes with an extremely long C C bond [1.714(2)-1.739(4)angstrom] are readily accessible, whose structures demonstrate nonadditive substituent effects on expanding the polyarylated C-1-C-2 bond in crystal. The bond lengths rather exhibit correlation with the eclipsing degree of the C-sp3-C-sp3 bond, which is more affected by the intermolecular factors such as crystal packing.
  • Aiichiro Nagaki, Yuya Moriwaki, Suguru Haraki, Akira Kenmoku, Naofumi Takabayashi, Atsushi Hayashi, Jun-Ichi Yoshida
    CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL 7 5 1061 - 1068 2012年05月 [査読有り][通常論文]
     
    The use of Pd catalysts that contained a carbene ligand, such as PEPPSI-SIPr, speeded up the Murahashi coupling of ArLi with ArBr, by enabling its integration with the Br/Li exchange of ArBr with BuLi in flow. Space integration realized the rapid cross-coupling of two different ArBr substrates. However, the cross-coupling reaction with vinyl halides could not be achieved under similar conditions. Pd(OAc)2 was an effective catalyst, and the space integration of the Br/Li exchange of ArBr with BuLi and the Murahashi coupling with vinyl halides was successfully achieved.
  • Eiji Takizawa, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    TETRAHEDRON LETTERS 53 11 1397 - 1400 2012年03月 [査読有り][通常論文]
     
    Tricyclic sulfonamides were synthesized by the generation of aziridinyllithiums from N-tosylaziridines followed by an intramolecular nucleophilic reaction and the subsequent reaction with electrophiles using a flow microreactor system. The reactions could be carried out at 0 degrees C, although much lower temperatures such as -78 degrees C are needed for batch macro reactors. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Tatsuro Asai, Atsushi Takata, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    CHEMSUSCHEM 5 2 339 - 350 2012年02月 [査読有り][通常論文]
     
    An effective method for the synthesis of photochromic diarylethenes through the generation of heteroaryllithiums and subsequent reaction with octafluorocyclopentene has been developed by using integrated flow microreactor systems. Reactions can be conducted without using cryogenic conditions by virtue of effective temperature and residence time control, although much lower temperatures (<-78?degrees C) are needed for batch macroreactions. Moreover, the synthesis of unsymmetrical diarylethenes, which is difficult to achieve when using conventional batch macrosystems, has been accomplished based on the selective introduction of one aryl group to give arylheptafluorocyclopentene followed by the introduction of another aryl group. The productivity of the laboratory-scale system is approximately 0.5 mmol?min-1. Therefore, the present integrated flow microreactor method serves as a practical way of synthesizing various photochromic diarylethene derivatives.
  • Aiichiro Nagaki, Yuya Moriwaki, Jun-ichi Yoshida
    CHEMICAL COMMUNICATIONS 48 91 11211 - 11213 2012年 [査読有り][通常論文]
     
    We found that an integrated flow microreactor system enables the preparation of boronic esters bearing electrophilic functional groups using organolithium chemistry and that it allows for their use in Suzuki-Miyaura cross-coupling without intentionally added base. Based on this method, cross-coupling of two aryl halides bearing electrophilic functional groups was accomplished to obtain the corresponding biaryl compounds in one flow.
  • Aiichiro Nagaki, Chika Matsuo, Songhee Kim, Kodai Saito, Atsuo Miyazaki, Jun-ichi Yoshida
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 51 13 3245 - 3248 2012年 [査読有り][通常論文]
  • Yusuke Ishigaki, Takanori Suzuki, Jun-ichi Nishida, Aiichiro Nagaki, Naofumi Takabayashi, Hidetoshi Kawai, Kenshu Fujiwara, Jun-ichi Yoshida
    MATERIALS 4 11 1906 - 1926 2011年11月 [査読有り][通常論文]
     
    A series of biphenyl-2,2'-diylbis(diarylmethanol) s 3, which have two kinds of aryl groups at the bay region, were efficiently obtained by integrated flow microreactor synthesis. The diols 3NO/NX are the precursors of unsymmetric biphenylic dications 2NO/NX2+, which are transformed into the corresponding dihydrophenanthrenes 1NO/NX via 2NO/NX+center dot upon reduction, when they exhibit two-stage color changes. On the other hand, the steady-state concentration of the intermediate 2NO/NX+center dot is negligible during the oxidation of 1NO/NX to 2NO/NX2+, which reflects unique tricolor electrochromicity with a hysteretic pattern of color change [color 1 -> color 2 -> color 3 -> color 1].
  • Aiichiro Nagaki, Yuki Uesugi, Yutaka Tomida, Jun-ichi Yoshida
    BEILSTEIN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY 7 1064 - 1069 2011年08月 [査読有り][通常論文]
     
    The use of FeCl3 resulted in a fast homocoupling of aryllithiums, and this enabled its integration with the halogen-lithium exchange reaction of aryl halides in a flow microreactor. This system allows the homocoupling of two aryl halides bearing electrophilic functional groups, such as CN and NO2, in under a minute.
  • Jun-ichi Yoshida, Kodai Saito, Toshiki Nokami, Aiichiro Nagaki
    SYNLETT 2011 9 1189 - 1194 2011年06月 [査読有り][通常論文]
     
    This article provides a brief outline of the concept of reaction integration in flow systems and some examples. The use of flow microreactors enables space integration of multiple reactions, especially those involving highly reactive short-lived reactive intermediates to enhance the power and speed of organic synthesis.
  • Heejin Kim, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    NATURE COMMUNICATIONS 2 264  2011年04月 [査読有り][通常論文]
     
    Protecting-group-free synthesis has received significant recent research interest in the context of ideal synthesis and green sustainable chemistry. In general, organolithium species react with ketones very rapidly, and therefore ketone carbonyl groups should be protected before an organolithium reaction, if they are not involved in the desired transformation. If organolithium chemistry could be free from such a limitation, its power would be greatly enhanced. Here we show that a flow microreactor enables such protecting-group-free organolithium reactions by greatly reducing the residence time (0.003 s or less). Aryllithium species bearing ketone carbonyl groups are generated by iodine-lithium exchange reactions of the corresponding aryl iodides with mesityllithium and are reacted with various electrophiles using a flow-microreactor system. The present method has been successfully applied to the formal synthesis of Pauciflorol F.
  • Tatsuro Asai, Atsushi Takata, Yousuke Ushiogi, Yoshiharu Iinuma, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY LETTERS 40 4 393 - 395 2011年04月 [査読有り][通常論文]
     
    Reaction-pathway control of benzo[b]thiophen-3-yllithium and benzo[b]furan-3-yllithium was accomplished in flow microreactor systems. We could switch between the reaction with an electrophile before ring-opening and that after ring-opening at will by choosing an appropriate residence-time and temperature.
  • Aiichiro Nagaki, Atsuo Miyazaki, Yutaka Tomida, Jun-ichi Yoshida
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL 167 2-3 548 - 555 2011年03月 [査読有り][通常論文]
     
    Living anionic polymerization of alkyl methacrylates initiated by 1,1-diphenylhexyllithium was conducted in a flow microreactor system. A high level of molecular-weight distribution control was achieved under easily accessible conditions, such as at -28 degrees C (MMA: Mw/Mn = 1.16), 0 degrees C (BuMA: Mw/Mn = 1.24) and 24 degrees C (Bu'MA: Mw/Mn = 1.12). The molecular weight (Mn) increased with an increase in the monomer/initiator ratio. The subsequent reaction of a reactive polymer chain end with a second alkyl methacrylate in integrated flow micoreactor systems led to the formation of a block copolymer having narrow molecular-weight distribution. (C) 2010 Elsevier By. All rights reserved.
  • Yutaka Tomida, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 133 11 3744 - 3747 2011年03月 [査読有り][通常論文]
     
    We found that a flow microreactor system enables the generation of a configurationally unstable chiral organolithium intermediate and allows for its use in a reaction with an electrophile before it epimerizes. Based on this method, the enantioselective carbolithiation of conjugated enynes followed by the reaction with electrophiles was accomplished to obtain enantioenriched chiral allenes.
  • Aiichiro Nagaki, Keita Imai, Heejin Kim, Jun-ichi Yoshida
    RSC ADVANCES 1 5 758 - 760 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    Sequential introduction of three electrophiles into 1,3,5-tribromobenzene based on Br/Li exchange reaction was achieved using an integrated flow microreactor system consisting of six micromixers and six microtube reactors. This method enables flash synthesis of TAC-101 and its analogues within 13 s in good yields on a preparative scale.
  • Aiichiro Nagaki, Shinya Tokuoka, Shigeyuki Yamada, Yutaka Tomida, Kojun Oshiro, Hideki Amii, Jun-ichi Yoshida
    ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY 9 21 7559 - 7563 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    Perfluoroalkyllithiums were effectively generated from perfluoroalkyl halides in the presence and absence of electrophiles using flow microreactor systems. The in situ trapping with electrophile is conducted at much higher temperatures than those required for batch macro reactors. The subsequent trapping method is quite effective for highly reactive electrophiles that are not compatible with the lithiation process.
  • Aiichiro Nagaki, Shigeyuki Yamada, Masatomo Doi, Yutaka Tomida, Naofumi Takabayashi, Jun-ichi Yoshida
    GREEN CHEMISTRY 13 5 1110 - 1113 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    A flow microreactor method for the synthesis of disubstituted pyridines by generation of pyridyllithiums followed by reactions with electrophiles has been developed. By using a short residence time and efficient temperature control, the cryogenic conditions required for conventional batch macro processes can be avoided. Sequential introduction of two different electrophiles into dibromopyridines has been achieved using an integrated flow microreactor system composed of four micromixers and four microtube reactors, to obtain disubstituted pyridine compounds.
  • Jun-ichi Yoshida, Heejin Kim, Aiichiro Nagaki
    CHEMSUSCHEM 4 3 331 - 340 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    Several features that allow flow microreactors contribute to green and sustainable chemical synthesis are presented: (1) For extremely fast reactions, kinetics often cannot be used because of the lack of homogeneity of the reaction environment when they are conducted in batch macroreactors. Better controllability, by virtue of fast mixing based on short diffusion paths in microreactors, however, leads to a higher selectivity of the products, based on kinetics considerations. Therefore, less waste is produced. (2) Reactions involving highly unstable intermediates usually require very low temperatures when they are conducted in macrobatch reactors. By virtue of short residence times, flow microreactors enable performing such reactions at ambient temperatures, avoiding cryogenic conditions and minimizing the energy required for cooling. (3) By virtue of the precise residence time control, flow microreactors allow to avoid the use of auxiliary substances such as protecting groups, enabling highly atom-and step-economical straightforward syntheses. The development of several test plants based on microreaction technology has proved that flow microreactor synthesis can be applied to the green and sustainable production of chemical substances on industrial scales. (4) Microreactor technology enables on-demand and on-site synthesis, which leads to less energy for transportation and easy recycling of substances.
  • Aiichiro Nagaki, Atsuo Miyazaki, Jun-ichi Yoshida
    Macromolecules 43 20 8424 - 8429 2010年10月 [査読有り][通常論文]
     
    The polystyrene living polymer end, which was produced by butyllithium initiated anionic polymerization of styrene in a flow microreactor system was found to be effectively trapped with 1,1-diphenylethylene. The resulting organolithium species could be used as a macro initiator for anionic polymerization of alkyl methacrylates to obtain styrene-alkyl methacrylate diblock copolymers using an integrated flow microreactor system. A high level of control of molecular weight was achieved at easily accessible temperatures such as +24 to -28 degrees C by virtue of the fast mixing, fast heat transfer, and residence time control. Triblock copolymers were also synthesized by sequential introduction of styrene and two different alkyl methacrylates in a similar manner.
  • Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    高分子 59 8 569 - 573 高分子学会 2010年08月 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Eiji Takizawa, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 16 47 14149 - 14158 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    A flow microreactor system consisting of micromixers and microtubes provides an effective reactor for the generation and reactions of aryloxiranyllithiums without decomposition by virtue of short residence time and efficient temperature control. The deprotonation of styrene oxides with sBuLi can be conducted by using the flow microreactor system at -78 or 68 degrees C (whereas much lower temperatures (< -100 degrees C) are needed for the same reactions conducted under macrobatch conditions). The resulting alpha-aryloxiranyllithiums were allowed to react with electrophiles in the flow microreactor system at the same temperature. The sequential introduction of various electrophiles onto 2,3-diphenyl-oxiranes was also achieved by using an integrated flow microreactor, which serves as a powerful system for the stereoselective synthesis of tetrasubstituted epoxides.
  • Aiichiro Nagaki, Heejin Kim, Hirotsugu Usutani, Chika Matsuo, Jun-ichi Yoshida
    ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY 8 5 1212 - 1217 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    We developed a microflow method for the generation and reactions of aryllithiums bearing a cyano group, including o-lithiobenzonitrile, m-lithiobenzonitrile and p-lithiobenzonitrile. The method was effective at much higher temperatures than are required for conventional macrobatch reactions, by virtue of rapid mixing, short residence time, and efficient temperature control. In addition, reactions of o-lithiobenzonitrile with carbonyl compounds followed by trapping of the resulting lithium alkoxides with electrophiles were achieved in an integrated microflow system.
  • Aiichiro Nagaki, Akira Kenmoku, Yuya Moriwaki, Atsushi Hayashi, Jun-ichi Yoshida
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 49 41 7543 - 7547 2010年 [査読有り][通常論文]
  • Jun-ichi Yoshida, Aiichiro Nagaki
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 49 22 3720 - 3722 2010年 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Heejin Kim, Yuya Moriwaki, Chika Matsuo, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 16 36 11167 - 11177 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    A flow microreactor system consisting of micromixers and microtube reactors provides an effective tool for the generation and reactions of aryllithiums bearing an alkoxycarbonyl group at para-, meta-, and ortho-positions. Alkyl p- and m-lithiobenzoates were generated by the I/Li exchange reaction with PhLi. The Br/Li exchange reactions with sBuLi were unsuccessful. Subsequent reactions of the resulting aryllithiums with electrophiles gave the desired products in good yields. On the other hand, alkyl o-lithiobenzoates were successfully generated by the Br/Li exchange reaction with sBuLi. Subsequent reactions with electrophiles gave the desired products in good yields.
  • Aiichiro Nagaki, Eiji Takizawa, Jun-ichi Yoshida
    Chemistry Letters 38 11 1060 - 1061 2009年11月05日 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Eiji Takizawa, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY LETTERS 38 11 1060 - 1061 2009年11月 [査読有り][通常論文]
     
    N-tert-Butylsulfonyl(Bus)-alpha-phenylaziridinyllithium was effectively generated by the reaction of N-Bus-2-phenylaziridine with n-BuLi in a microllow system at -28 degrees C, although much lower temperatures such as -78 degrees C are needed for batch reactors. Subsequent reactions with various electrophiles gave the corresponding alpha-substituted N-Bus-2-phenylaziridines. Deprotonation of N-Bus-aziridine with s-BuLi was also achieved by using a microflow system at -78 degrees C, and the reaction of the resulting N-Bus-aziridinyllithium with electrophiles gave the substituted N-Bus-aziridines.
  • Yutaka Tomida, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    ORGANIC LETTERS 11 16 3614 - 3617 2009年08月 [査読有り][通常論文]
     
    Carbolithlation of conjugated enynes with aryllithiums generated by Br-Li exchange reaction followed by reaction of the allenyllithium compounds with chlorosilanes was carried out in a microflow system to obtain various allenylsilanes in good yields.
  • Aiichiro Nagaki, Yutaka Tomida, Atsuo Miyazaki, Jun-ichi Yoshida
    MACROMOLECULES 42 13 4384 - 4387 2009年07月 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Eiji Takizawa, Jun-ichi Yoshida
    Chemistry Letters 38 5 486 - 487 2009年05月05日 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Eiji Takizawa, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY LETTERS 38 5 486 - 487 2009年05月 [査読有り][通常論文]
     
    alpha-Triphenylsilyloxiranyllithium was effectively generated by the reaction of epoxyethyltriphenylsilane with n-BuLi in a microflow reactor at VC, though it is well known that an over reaction cannot be avoided even at lower temperatures in a conventional macrobatch reactor. Subsequent reactions with various electrophiles in the microflow reactor gave the corresponding alpha-substituted epoxysilanes.
  • Aiichiro Nagaki, Naofumi Takabayashi, Yutaka Tomida, Jun-ichi Yoshida
    BEILSTEIN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY 5 1  2009年04月 [査読有り][通常論文]
     
    A microflow system consisting of micromixers and microtube reactors provides an effective method for the introduction of two electrophiles onto dibromobiaryls. Selective monolithiation of dibromobiaryls, such as 2,2'-dibromobiphenyl, 4,4'-dibromobiphenyl, 2,7-dibromo-9,9-dioctylfluorene, 2,2'-dibromo-1,1'-binaphthyl, and 2,2'-dibromobibenzyl with 1 equiv of n-butyllithium followed by the reaction with electrophiles was achieved using a microflow system by virtue of fast micromixing and precise temperature control. Sequential introduction of two different electrophiles was achieved using an integrated microflow system composed of four micromixers and four microtube reactors to obtain unsymmetrically substituted biaryl compounds.
  • Aiichiro Nagaki, Eiji Takizawa, Jun-ichi Yoshida
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 131 10 3787 - 3787 2009年03月 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Eiji Takizawa, Jun-ichi Yoshida
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 131 5 1654 - + 2009年02月 [査読有り][通常論文]
     
    Deprotonation of epoxides followed by trapping with electrophiles was carried out using microflow systems with varying temperature and residence time. Time-dependence of the yields of products provides a deeper insight into chemical and configurational stabilities of oxiranyllithiums. With the thus-obtained information, reactions of oxiranyllithiums with various electrophiles were successfully carried out without decomposition and isomerization.
  • Aiichiro Nagaki, Heejin Kim, Jun-ichi Yoshida
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 48 43 8063 - 8065 2009年 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Yutaka Tomida, Jun-ichi Yoshida
    MACROMOLECULES 41 17 6322 - 6330 2008年09月 [査読有り][通常論文]
     
    Anionic polymerization of styrene using sec-BuLi as an initiator was conducted in a microflow system. A high level of molecular-weight distribution control was achieved under easily accessible conditions, such as at 0 degrees C (M-w/M-n = 1.08) and 24 degrees C (M-w/M-n = 1.10). The polymerization of styrene derivatives having silyl, methoxy, silyloxy, alkynyl, and alkylthio groups on the benzene ring also took place in a highly controlled manner using sec-BuLi as an initiator. The end functionalization using chlorosilanes and block copolymerization were also achieved in microflow systems. The end functionalization with dichlorodimethylsilane led to the formation of a chlorosilane having a single polymer chain on silicon. The subsequent reaction with another active polymer chain gave block copolymers having two different polymer chains on a silicon core.
  • Aiichiro Nagaki, Naofumi Takabayashi, Yutaka Tomida, Jun-ichi Yoshida
    ORGANIC LETTERS 10 18 3937 - 3940 2008年09月 [査読有り][通常論文]
     
    Selective monolithiation of dibromobiaryls, such as 2,2'-dibromobiphenyl, 4,4'-dibromobiphenyl, 2,7-dibromo-9,9-dioctylfluorene, 2,2'-dibromo-1,1'-binaphthyl, and 5,5'-dibromo-2,2'-bithiophene, with 1 equiv of n-butyllithium followed by the reaction with electrophiles was achieved using a microflow system by virtue of fast micromixing and precise temperature control. Sequential introduction of two different electrophiles based on this method was also achieved using a microflow system composed of four micromixers and four microtube reactors.
  • Jun-ichi Yoshida, Kazuhide Kataoka, Roberto Horcajada, Aiichiro Nagaki
    CHEMICAL REVIEWS 108 7 2265 - 2299 2008年07月 [査読有り][通常論文]
  • Jun-ichi Yoshida, Aiichiro Nagaki, Takeshi Yamada
    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 14 25 7450 - 7459 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    This concept article provides a brief outline of the concept of flash chemistry for carrying out extremely fast reactions in organic synthesis by using microreactors. Generation of highly reactive species is one of the key elements of flash chemistry. Another important element of flash chemistry is the control of extremely fast reactions to obtain the desired products selectively. Fast reactions are usually highly exothermic, and heat removal is an important factor in controlling such reactions. Heat transfer occurs very rapidly in microreactors by virtue of a large surface area per unit volume, making precise temperature control possible. Fast reactions often involve highly unstable intermediates, which decompose very quickly, making reaction control difficult. The residence time can be greatly reduced in microreactors, and this feature is quite effective in controlling such reactions. For extremely fast reactions, kinetics often cannot be used because of the lack of homogeneity of the reaction environment when they are conducted in conventional reactors such as flasks. Fast mixing using micromixers solves such problems. The concept of flash chemistry has been successfully applied to various organic reactions including a) highly exothermic reactions that are difficult to control in conventional reactors, b) reactions in which a reactive intermediate easily decomposes in conventional reactors, c) reactions in which undesired byproducts are produced in the subsequent reactions in conventional reactors, and d) reactions whose products easily decompose in conventional reactors. The concept of flash chemistry can be also applied to polymer synthesis. Cationic polymerization can be conducted with an excellent level of molecular-weight control and molecular-weight distribution control.
  • Aiichiro Nagaki, Heejin Kim, Jun-ichi Yoshida
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 47 41 7833 - 7836 2008年 [査読有り][通常論文]
  • Aiichiro Nagaki, Takeshi Iwasaki, Kohsuke Kawamura, Daisuke Yamada, Seiji Suga, Tuyoshi Ando, Mitsuo Sawamoto, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL 3 8-9 1558 - 1567 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    A "cation pool" of an N-acyliminium ion was found to serve as an effective initiator of cationic polymerization of vinyl ethers in a microflow system consisting of two micromixers (IMM micromixer) and two microtube reactors. The cationic polymerization of n-butyl vinyl ether in CH2Cl2 at -78 degrees C led to very narrow molecular weight distribution (M-w/M-n = 1.14). The molecular weight (M-n) increased linearly with an increase in monomer/initiator ratio. The carbocationic polymer end was effectively trapped by allyltrimethylsilane. Additionally, the synthesis of block polymers was accomplished by the present microflow system controlled method. The polymerization was also conducted using commercially available trifluoromethanesulfonic acid (TfOH) as an initiator. A high level of molecular weight control was attained even at -25 degrees C. The TfOH-initiated polymerization could be conducted using a microflow system based on T-shaped micromixers, which serves as a practical tool for microflow system controlled carbocationic polymerization.
  • Hirotsugu Usutani, Yutaka Tomida, Aiichiro Nagaki, Hideho Okamoto, Toshiki Nokami, Jun-ichi Yoshida
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 129 11 3046 - + 2007年03月 [査読有り][通常論文]
     
    Microflow systems were found to serve as powerful tools for mechanistic studies on reactions involving highly unstable intermediates such as o-bromophenyllithium, which is known to decompose to benzyne very quickly even at -78 degrees C. Precise residence time control and precise temperature control of microsystems are responsible. Based on the information thus obtained, the Br-Li exchange reaction of o-dibromobenzene followed by reactions with electrophiles without benzyne formation was achieved using a microflow system. Sequential use of two bromine atoms in o-dibromobenzene with Br-Li exchange reactions followed by the reactions with electrophiles using the microsystem consisting of four micromixers and four microtube reactors was also accomplished.
  • Takeshi Iwasaki, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida
    CHEMICAL COMMUNICATIONS 12 1263 - 1265 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    Practical cationic polymerization and block-copolymerization of vinyl ethers have been achieved at -25 degrees C by using CF3SO3H initiator in microsystems with high level of molecular weight distribution control.
  • Aiichiro Nagaki, Yutaka Tomida, Hirotsugu Usutani, Heejin Kim, Naofumi Takabayashi, Toshiki Nokami, Hideho Okamoto, Jun-ichi Yoshida
    CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL 2 12 1513 - 1523 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    A micro flow system consisting of micromixers and microtube reactors provides an effective method for the introduction of two electrophiles onto p-, m-, and o-dibromobenzenes. The Br-Li exchange reaction of p-dibromobenzene with nBuLi can be conducted by using the micro flow system at 20 degrees C, although much lower temperatures (< -48 degrees C) are needed for a batch reaction. The resulting p-bromophenyllithium was allowed to react with an electrophile in the micro flow system at 20 degrees C. The p-substituted bromobenzene thus obtained was subjected to a second Br-Li exchange reaction followed by reaction with a second electrophile at 20 degrees C in one flow. A similar transformation can be carried out with m-dibromobenzene by using the micro flow system. However, the Br-Li exchange reaction of o-dibromobenzene followed by reaction with an electrophile should be conducted at -78 degrees C to avoid benzyne formation. The second Br-Li exchange reaction followed by reaction with an electrophile can be carried out at 0 degrees C. By using the present method, a variety of p-, m-, and o-disubstituted benzenes were synthesized in one flow at much higher temperatures than are required for conventional batch reactions.
  • A Nagaki, M Togai, S Suga, N Aoki, K Mae, J Yoshida
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 127 33 11666 - 11675 2005年08月 [査読有り][通常論文]
     
    Friedel-Crafts reactions of aromatic and heteroaromatic compounds with an N-acyliminium ion pool were studied. The reaction of 1,3,5-trimethylbenzene in a batch reactor gave rise to the selective formation of a monoalkylation product (69%). Presumably, the second alkylation is slower than the first alkylation because of the protonation of the monclalkylation product that decreases its reactivity. The reaction of 1,3,5-trimethoxybenzene, however, gave rise to the formation of both monoalkylation (37%) and dialkylation (32%) products. Disguised chemical selectivity due to faster reaction than mixing seems to be responsible for the lack of selectivity. The use of micromixing was found to be quite effective to solve this problem to increase the selectivity. The monoalkylation product was obtained in 92% yield together with a small amount of the dialkylation product (4%). The reaction with various aromatic and heteroaromatic compounds revealed that the low mono/dialkylation selectivity was observed only for highly reactive aromatics. In such cases, the use of micromixing was quite effective to improve the selectivity. On the basis of micromixing, the selective sequential dialkylation using two different N-acyliminium ions was achieved. CFD simulations using a laminar flow and finite-rate model are consistent with the experimental observations and clearly indicate the importance of mixing.
  • S Suga, Y Tsutsui, A Nagaki, J Yoshida
    BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN 78 7 1206 - 1217 2005年07月 [査読有り][通常論文]
     
    N-Acyliminium ion pools, which are generated from alpha-silyl carbamates, were found to react with a variety of alkenes and alkynes to give the corresponding cycloadducts. The reaction with styrene derivatives gave rise to the formation of a significant amount of polymeric products. The use of micromixing, however, resulted in a significant increase in the yield of the cycloadduct at the expense of the polymer. Mechanistic studies indicated that a concerted mechanism seems to be most likely for alkyl-substituted alkenes, whereas a stepwise mechanism seems to be reasonable for aryl-substituted alkenes.
  • J Yoshida, A Nagaki, T Iwasaki, S Suga
    CHEMICAL ENGINEERING & TECHNOLOGY 28 3 259 - 266 2005年03月 [査読有り][通常論文]
     
    This article provides a brief outline of the state of the art of reactions using microreactors with special emphasis on the enhancement of product selectivity. The efficient micromixing possible with a short diffusion path increases the product selectivity of competitive parallel reactions and competitive consecutive reactions. This concept has been expanded to control of the molecular weight and molecular weight distribution in carbocationic polymerization. The efficient heat transfer, based on high surface to volume ratios, allows precise temperature control and is also effective for the control of highly exothermic reactions, such as free radical polymerization.
  • A Nagaki, K Kawamura, S Suga, T Ando, M Sawamoto, J Yoshida
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 126 45 14702 - 14703 2004年11月 [査読有り][通常論文]
  • S Suga, T Nishida, D Yamada, A Nagaki, J Yoshida
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 126 44 14338 - 14339 2004年11月 [査読有り][通常論文]
  • S Suga, A Nagaki, Y Tsutsui, J Yoshida
    ORGANIC LETTERS 5 6 945 - 947 2003年03月 [査読有り][通常論文]
     
    An N-acyliminium ion pool was found to undergo cycloaddition reaction with a variety of dienophiles such as alkenes and alkynes. A concerted mechanism seems to be most likely for alkyl-substituted alkenes as suggested by the I)FT calculations, whereas a stepwise mechanism plays the major role for aryl-substituted alkenes. It is also noteworthy that the present study demonstrates the potential of the combination of the cation pool method and the micromixing in both mechanistic and synthetic aspects.
  • S Suga, A Nagaki, J Yoshida
    CHEMICAL COMMUNICATIONS 3 354 - 355 2003年 [査読有り][通常論文]
     
    Highly selective Friedel-Crafts monoalkylation of aromatic compounds with N-acyliminium ions has been achieved by efficient 1:1 mixing using a multilamination-type micromixer.
  • Hidehiko Kodama, Junji Ito, Aiichiro Nagaki, Tetsuo Ohta, Isao Furukawa
    Applied Organometallic Chemistry 14 11 709 - 714 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    With 3,3'-bis(2-oxazolyl)-1,1'-bi-2-naphthols (BINOL-Box) synthesized from 1,1'-bi-2-naphthol (BINOL), the enantioselective addition of diethylzinc to aryl aldehydes proceeded smoothly to give secondary aryl alcohols in good yield with good enantioselectivity. Interestingly, the yields and enantioselectivities were affected by the mixing sequence of the reactants. Furthermore, the synthesis of both enantiomers of the addition products has been achieved using the same ligands by choosing achiral additives, Ti(O-iPr)4 and 4A molecular sieves. Copyright (C) 2000 John Wiley and Sons, Ltd.

書籍

  • Vol. 1 Flow Chemistry-Fundamentals, 2nd ed.
    Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida (範囲:Principles of controlling reactions in flow chemistry)
    Walter de Gruyter & Co., 2021年10月
  • フローマイクロ合成の最新動向
    宅見正浩, 永木愛一郎 (担当:分担執筆範囲:高速合成化学)
    シーエムシー出版 2021年08月
  • フローマイクロ合成の最新動向
    芦刈洋祐, 永木愛一郎 (担当:分担執筆範囲:高分子合成反応)
    シーエムシー出版 2021年08月
  • フローマイクロ合成の最新動向
    深瀬浩一, 永木愛一郎 (担当:共編者(共編著者))
    シーエムシー出版 2021年08月
  • Middle Molecular Strategy Flow Synthesis to Functional Molecules
    Aiichiro Nagaki (担当:分担執筆範囲:Multiple Organolithium Reactions based on Space Integration)
    Springer 2021年08月
  • 芦刈洋祐, 永木愛一郎 (担当:分担執筆範囲:マイクロチャネル:マイクロ混合・反応)
    エヌ・ティー・エス 2021年05月 (ISBN: 9784860437220) 6, 10, 731, 17p, 図版38p
  • 永木愛一郎 (担当:分担執筆範囲:マイクロリアクター、フロー合成分野の動向と展望)
    技術情報協会 2020年12月 (ISBN: 9784861048203) 599p
  • 萬代恭子, 永木愛一郎 (担当:分担執筆範囲:フローリアクターを用いた合成反応、プロセス設計と応用例)
    技術情報協会 2020年12月 (ISBN: 9784861048203) 599p
  • 芦刈洋祐, 永木愛一郎 (担当:分担執筆範囲:フローマイクロリアクターの高速混合を利用した高選択的化学反応)
    技術情報協会 2020年12月 (ISBN: 9784861048203) 599p
  • 芦刈洋祐、永木愛一郎 (担当:分担執筆範囲:フローリアクターを用いた不安定中間体を経由する反応集積化)
    技術情報協会 2020年12月 (ISBN: 9784861048203) 599p
  • 宅見正浩、永木愛一郎 (担当:分担執筆範囲:フローリアクターを用いた有機電解合成)
    技術情報協会 2020年12月 (ISBN: 9784861048203) 599p
  • 前川圭、芦刈洋祐、永木愛一郎 (担当:分担執筆範囲:フローリアクターを用いた鈴木-宮浦カップリング反応)
    技術情報協会 2020年12月 (ISBN: 9784861048203) 599p
  • 高橋裕輔、永木愛一郎 (担当:分担執筆範囲:フロー精密アニオン重合技術と実用化に向けた課題)
    技術情報協会 2020年12月 (ISBN: 9784861048203) 599p
  • 永木愛一郎, 清水悠, 宅見正浩 (担当:分担執筆範囲:フロー自動合成とAI(人工知能)を活用した研究・開発 ~現状の課題と将来展望~)
    サイエンス&テクノロジー 2020年04月 (ISBN: 9784864282116) 270p, 図版 [4] p
  • 芦刈洋祐, 永木愛一郎 (担当:分担執筆範囲:有機合成への応用技術と実用化事例)
    サイエンス&テクノロジー 2020年04月 (ISBN: 9784864282116) 270p, 図版 [4] p
  • フローマイクロ合成の実用化への展望
    金 煕珍, 永木 愛一郎, 吉田 潤一 (担当:共著範囲:フローマイクロリアクターの化学業界の動向)
    シーエムシー出版 2017年01月 (ISBN: 9784781312323) 125-136
  • フロー・マイクロ合成 基礎から実際の合成・製造まで
    永木 愛一郎 (担当:共著範囲:第11章:有機金属反応、第18章:重合反応)
    化学同人 2014年07月 (ISBN: 9784759814170) 304 125-133, 217-226
  • Lithium Compounds in Organic Synthesis - From Fundamentals to Applications
    永木 愛一郎, 吉田 潤一 (担当:共著範囲:Chapter 17: Microreactor Technology in Lithium Chemistry)
    Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA 2014年 (ISBN: 9783527667536) 491-512
  • Microreactors in Preparative Chemistry - Practical Aspects in Bioprocessing, Nanotechnology, Catalysis and more
    吉田 潤一, 永木 愛一郎 (担当:共著範囲:Chapter9: Electrochemical Reactions in Microreactors)
    Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA 2013年 (ISBN: 9783527332823) 231-241
  • マイクロリアクター技術の最前線
    永木 愛一郎, 吉田 潤一 (担当:共著範囲:マイクロリアクターを使った環境調和型有機合成、高分子合成技術)
    シーエムシー出版 2012年 (ISBN: 9784781305875) 72-79
  • 前, 一廣, 藤井, 泰久, 山上, 達也, 馬場, 美貴男, 野田, 賢, 田中, 仁章, 川崎, 慎一朗, 鈴木, 明(化学), 富樫, 盛典, 遠藤, 喜重, 菅, 誠治, 中川, 俊哉, 太田, 俊彦(化学), 平賀, 義之, 永木, 愛一郎, 吉田, 潤一, 岩崎, 猛, 草壁, 克己, 蟹江, 治, 田原, 勝彦, 佐藤, 正明(化学), 外輪, 健一郎, 岡本, 秀穗 (担当:共著範囲:マイクロリアクターを用いたアニオン重合の制御)
    サイエンス&テクノロジー 2009年09月 (ISBN: 9784903413747) 233p 147-159
  • Micro Process Engineering: A Comprehensive Handbook
    吉田 潤一, 永木 愛一郎 (担当:共著)
    Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA 2009年 (ISBN: 9783527315505) Volume 2 
    Chapter 22: Liquid‐ and Liquid–Liquid‐Phase Reactions – Addition and Elimination (pp 81-96.) Chapter 24: Liquid‐ and Liquid–Liquid‐Phase Reactions – Oxidations and Reduction (pp 109-125.) Chapter 25: Gas–Liquid‐Phase Reactions: Substitution (pp 131-140.) Chapter 31: Cationic Living Polymeriation (pp 229-242.)

講演・口頭発表等

  • 研究報告  [招待講演]
    永木愛一郎
    化学プロセス研究コンソーシアムマイクロ化学生産研究グループ第3回全体会議、京都 2022年03月
  • マイクロリアクター研究が導く高速合成化学  [招待講演]
    永木愛一郎
    京都大学SBCセミナー、京都 2022年03月
  • バッチ技術では実現できないフローマイクロリアクター反応技術~基本的な考え方から実際の応用例~  [招待講演]
    永木愛一郎
    TH企画セミナー、京都 2022年03月
  • マイクロフロー研究DXが導く合成化学の変革  [招待講演]
    永木愛一郎
    nanotech2022特別シンポジウム、東京 2022年01月
  • マイクロリアクター研究が導く高速合成化学 -in line分析およびAIの活用まで-  [招待講演]
    永木愛一郎
    和歌山県工業技術センター講演会、オンライン 2022年01月
  • フローマイクロリアクター研究が導く高速合成化学  [招待講演]
    永木愛一郎
    化学工学会関西支部 マイクロプロセス最前線シリーズ 「新しいマイクロリアクター・マイクロデバイスの展望」、オンライン 2022年01月
  • Flash synthetic chemistry using flow microreactors  [招待講演]
    Aiichiro Nagaki
    The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021) 2021年12月
  • マイクロリアクターによるフラスコでは達成不可能な合成化学  [招待講演]
    永木愛一郎
    CMCリサーチセミナー、オンライン 2021年11月
  • Flash Chemistry Makes Impossible Organolithium Chemistry Possible  [招待講演]
    永木愛一郎
    METTLER TOLEDO seminar、オンライン 2021年10月
  • フラスコでは不可能なマイクロフロー合成化学について  [招待講演]
    永木愛一郎
    技術情報協会セミナー「フロー合成の装置選定と条件設定、トラブル対策」、オンライン 2021年10月
  • マイクロリアクターを用いた水中アミド化による界面活性剤合成  [招待講演]
    永木愛一郎
    第2回 化粧品開発展大阪アカデミックフォーラム、大阪 2021年09月
  • フローマイクロ高速有機合成化学  [招待講演]
    永木愛一郎
    岐阜薬科大学講演会、オンライン 2021年09月
  • 時間を空間で制御する高分子合成化学:アニオン重合制御から生産実証まで  [招待講演]
    永木愛一郎
    第70回高分子討論会、オンライン 2021年09月
  • マイクロフロー合成、生産について - in line分析およびAIの活用 -  [招待講演]
    永木愛一郎
    メトラー・トレド オンラインセミナー、オンライン 2021年08月
  • バッチ技術では実現できないフローマイクロリアクター反応・生産技術まで~基本的な考え方から実際の応用例~  [招待講演]
    永木愛一郎
    情報機構オンラインセミナー「フローマイクロリアクター反応・生産技術」、オンライン 2021年07月
  • 令和2年度のフロー研究の取り組みについて  [招待講演]
    永木愛一郎
    2020年度マイクロコンソーシアム講演会、オンライン 2021年03月
  • フローマイクロ高速合成化学  [招待講演]
    永木愛一郎
    近畿化学協会合成部会第2回合成フォーラム、オンライン 2021年01月
  • マイクロリアクターの特長を活かした環境調和型の精密高速合成化学  [招待講演]
    永木愛一郎
    有機合成化学協会2019年度企業冠賞受賞講演会、オンライン 2021年01月
  • フローマイクロリアクターを用いた合成化学の基礎と応用  [招待講演]
    永木愛一郎
    CMCリサーチウェビナー、オンライン 2021年01月
  • フローショッテン・バウマン反応による界面活性剤の高効率合成  [招待講演]
    永木愛一郎
    第11回化粧品開発展アカデミックフォーラム、東京 2021年01月
  • 有機合成への応用技術と実用化事例  [招待講演]
    永木愛一郎
    サイエンス&テクノロジー特別セミナー、オンライン 2020年12月
  • 令和2年度までのマイクロ化学研究の活動と取り組みについて  [招待講演]
    永木愛一郎
    マイクロコンソーシアム講演会、オンライン 2020年12月
  • フローマイクロ高速合成化学  [招待講演]
    永木愛一郎
    第126回創薬科学セミナー、オンライン 2020年11月
  • フローマイクロ高速合成化学:フッ素化学への展開について  [招待講演]
    永木愛一郎
    第14回フッ素化学セミナー、オンライン 2020年10月
  • フロー合成による精密合成化学の革新  [招待講演]
    永木愛一郎
    京大テックフォーラム「フロー合成化学とシステム技術」、オンライン 2020年09月
  • フローマイクロリアクターを用いた合成化学の基礎と応用  [招待講演]
    永木愛一郎
    シーエムシーリサーチ、オンライン 2020年09月
  • バッチ技術では実現できないフローマイクロリアクター反応・生産技術まで ~基本的な考え方から実際の応用例~  [招待講演]
    永木愛一郎
    情報機構セミナーセミナー「バッチ技術では実現できないフローマイクロリアクター反応・生産技術」、オンライン 2020年09月
  • マイクロ高速合成化学の開拓とその後の展開について  [招待講演]
    永木愛一郎
    フロー・マイクロ合成研究会第34回公開講演会、オンライン 2020年09月
  • フローショッテン・バウマン反応による界面活性剤の高効率合成  [招待講演]
    永木愛一郎
    第1回化粧品開発展アカデミックフォーラム、大阪 2020年09月
  • マイクロリアクターを用いた超高速反応による精密有機合成化学  [招待講演]
    永木愛一郎
    フロー精密合成コンソーシアム(FlowST)第13回ワークショップ、オンライン 2020年09月
  • マイクロリアクターによるフラスコでは達成不可能な合成化学  [招待講演]
    永木愛一郎
    京都リサーチパークサイエンスカフェ「ふれデミックカフェ」、オンライン 2020年08月
  • フローリアクターを用いた合成反応、プロセス設計と応用例  [招待講演]
    永木愛一郎
    技術情報協会セミナー、オンライン 2020年08月
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors and Its Applications to Palladium Catalyzed Crosscoupling  [招待講演]
    Aiichiro Nagaki
    5th International Conference on Catalysis and Chemical Engineering (CCE-2020) 2020年02月
  • "Impossible" Flask Chemistry Based on Flow Microreactor  [招待講演]
    Aiichiro Nagaki
    Bari University 2020年01月
  • マイクロリアクターを用いた超高速反応による精密有機合成化学  [招待講演]
    永木愛一郎
    奈良高専講演会 2019年12月
  • 吉田潤一先生とともに築き上げたマイクロ高速合成化学分野とその後の展開について  [招待講演]
    永木愛一郎
    2019年度マイクロコンソーシアム講演会 2019年12月
  • Reaction Selectivity Control by Extremely Fast Micromixing. Synthesis of Functionalized Ketones from Acid Chlorides and Organolithiums  [招待講演]
    Aiichiro Nagaki
    3rd International Caparica Christmas Conference on Translational Chemistry (IC3TC2019)
  • フローマイクロリアクターを用いた精密合成  [招待講演]
    永木愛一郎
    情報機構 2019年11月
  • マイクロリアクターを用いた超高速合成化学  [招待講演]
    永木愛一郎
    環境&資源エネルギー研究会 2019年11月
  • マイクロリアクターを用いた超高速合成化学  [招待講演]
    永木 愛一郎
    有機合成夏期セミナー「明日の有機合成化学」 2019年08月 口頭発表(招待・特別) 大阪 有機合成化学協会関西支部
  • Anionic Polymerizations Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    258th ACS National Meeting 2019年08月 口頭発表(招待・特別) San Diego, USA
  • フローマイクロリアクターを用いた精密合成  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2019年08月 口頭発表(招待・特別) 東京 情報機構
  • マイクロリアクターを用いた超高速合成化学  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第51回構造有機化学若手の会 夏の学校 2019年08月 口頭発表(招待・特別) 京都 基礎有機化学会
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    The 5th Int'l Conference on Organic Chemistry (COC 2019) 2019年07月 口頭発表(招待・特別) Guilin, China
  • 有機リチウム反応の高次制御によるクロスカップリング反応プロセスの高度化  [招待講演]
    永木 愛一郎
    原薬の連続生産に関する研究開発規制動向に関するシンポジウム 2019年04月 口頭発表(招待・特別) 東京 日本PDA製薬学会
  • フローマイクロリアクターを用いた精密合成  [通常講演]
    永木 愛一郎
    2019年03月 東京 情報機構
  • マイクロリアクターを用いた超高速合成化学  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第10回マイクロリアクターシステム研究所シンポジウム 2019年03月 口頭発表(招待・特別) 大阪 大阪府立大学マイクロリアクターシステム研究所
  • 超高速合成化学 〜マイクロリアクターの最前線〜  [招待講演]
    永木 愛一郎
    京大テックフォーラム 2019年03月 東京
  • 平成30年度のマイクロ化学研究の取り組みと今後の展望  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2018 年度マイクロコンソーシアム講演会 2019年03月 口頭発表(招待・特別) 京都 京都大学マイクロ化学生産研究コンソーシアム
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors and Its Applications to Palladium Catalyzed Crosscoupling  [招待講演]
    永木 愛一郎
    3rd International Conference on Catalysis and Chemical Engineering (CCE-2018) 2019年02月 口頭発表(招待・特別) Baltimore, USA
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    16th Annual Congress of International Drug Discovery Science and Technology 2018年08月 口頭発表(招待・特別) Boston, USA
  • フローマイクロリアクターを用いた精密合成  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2018年07月 口頭発表(招待・特別) 東京 情報機構
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    The 4th Int'l Conference on Organic Chemistry (COC 2018) 2018年07月 口頭発表(招待・特別) Kunming, China
  • フローマイクロリアクターを用いた超高速反応による精密合成  [招待講演]
    永木 愛一郎
    有機合成化学講習会 2018年06月 口頭発表(招待・特別) 東京 有機合成化学協会
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    International Pharma Conference and Expo 2018年05月 口頭発表(招待・特別) Rome, Italy
  • 超⾼速合成化学 〜マイクロリアクターの最前線〜  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2018年03月 口頭発表(招待・特別) 東京 京大テックフォーラム
  • フローマイクロリアクターを用いた精密合成  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2018年01月 口頭発表(招待・特別) 東京 技術情報協会
  • マイクロリアクターの効果的な使い方  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2017年11月 口頭発表(招待・特別) 東京 情報機構
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    The 11th International Symposium on Integrated Synthesis (ISONIS-11) 2017年11月 口頭発表(招待・特別) Hyogo, Japan
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    6th Gratama Workshop in Chemical Sciences and Innovations for a Sustainable Society 2017年10月 口頭発表(招待・特別) Groningen, the Netherlands
  • The First International Conference on Automated Flow and Microreactor Synthesisハイライト  [招待講演]
    永木 愛一郎
    フローマイクロ合成研究会(第76回研究会) 2017年10月 口頭発表(招待・特別) 和歌山 近畿化学協会フローマイクロ合成研究会
  • フロー技術の革新による超高速合成  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第7回CSJ化学フェスタ2017 2017年10月 口頭発表(招待・特別) 東京
  • イオン反応の反応集積化  [招待講演]
    永木 愛一郎
    新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製」平成29 年度第4回成果報告会 2017年07月 口頭発表(招待・特別) 京都
  • Flow Microreactor Enables Green Chemistry Approach for Organolithium Chemistry  [招待講演]
    永木 愛一郎
    5th International Conference on Green Chemistry and Technology 2017年07月 口頭発表(招待・特別) Rome, Italy
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors and Its Applications to Palladium Catalyzed Crosscoupling  [招待講演]
    永木 愛一郎
    International Conference on Catalysis and Chemical Engineering (CCE-2017) 2017年02月 口頭発表(招待・特別) Baltimore, USA
  • Anionic Polymerizations Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    Polymer Chemistry 2016 International Conference 2016年11月 口頭発表(招待・特別) Atlanta, USA
  • Synthesis of Organofluorine Compounds Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2nd World Chemistry Conference 2016年08月 口頭発表(招待・特別) Toronto, Canada
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors to Green Chemistry  [招待講演]
    永木 愛一郎
    7th Annual Global Congress of Catalysis 2016 2016年06月 口頭発表(招待・特別) Seoul, South Korea
  • Remarkable Chemoselectivity by Flash Chemistry  [招待講演]
    永木 愛一郎
    The 12th International Symposium on Organic Reactions (ISOR-12) 2016年04月 口頭発表(招待・特別) Kyoto, Japan
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    International Nanotechnology Conference & Expo (Nanotech-2016 Conference) 2016年04月 口頭発表(招待・特別) Baltimore, USA
  • フロー・マイクロ合成:均一系反応  [招待講演]
    永木 愛一郎
    新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製」第1回若手シンポジウム 2016年03月 口頭発表(招待・特別) 京都
  • フッ素置換有機リチウム種の高次制御に基づく反応集積化  [招待講演]
    永木 愛一郎
    新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製」第1回若手シンポジウム 2016年03月 口頭発表(招待・特別) 京都
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    The 2nd Annual World Congress of Smart Materials-2016 (WCSM-2016) 2016年03月 口頭発表(招待・特別) Singapore
  • イオン反応の反応集積化  [招待講演]
    永木 愛一郎
    新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製」平成27 年度第1回成果報告会 2016年02月 口頭発表(招待・特別) 大阪
  • アニオン重合のマイクロリアクター連続生産技術の開発  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2015年度マイクロコンソーシアム講演会 2015年12月 口頭発表(招待・特別) 京都 京都大学マイクロ化学生産研究コンソーシアム
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    4th Asia-Pacific Chemical and Biological Microfluidics Conferences 2015年11月 口頭発表(招待・特別) Pharma, Vietnam
  • マイクロリアクターを利用した連続生産技術の開発  [招待講演]
    永木 愛一郎
    マイクロプロセス最前線シリーズ「実用化のためのマイクロリアクターの設計法と見学会」 2015年10月 口頭発表(招待・特別) 京都 化学工学会
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors to Green Chemistry  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2nd International Conference on Past and Present Research Systems of Green Chemistry 2015年09月 口頭発表(招待・特別) Orlando, USA
  • マイクロリアクターによる有機合成  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2015年09月 口頭発表(招待・特別) 東京 サイエンス&テクノロジー
  • マイクロリアクターの基本知識と効果的な使い方  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2015年08月 口頭発表(招待・特別) 東京 情報機構
  • マイクロリアクター技術  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2015年05月 口頭発表(招待・特別) 東京 株式会社AndTech
  • アニオン重合のマイクロリアクター連続生産技術の開発  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2015年度全体会議および講演会 2015年04月 口頭発表(招待・特別) 京都 京都大学マイクロ化学生産研究コンソーシアム
  • マイクロリアクターによる化学合成プロセスの革新  [招待講演]
    永木 愛一郎
    京都産学公連携フォーラム2015 2015年02月 口頭発表(招待・特別) 京都
  • マイクロリアクターによる有機リチウム反応の新展開  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第30回若手化学者のための化学道場 2014年08月 口頭発表(招待・特別) 岡山 有機合成化学協会 中国・四国支部
  • アニオン重合のマイクロリアクター連続生産技術の開発  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2014年度全体会議および講演会 2014年02月 口頭発表(招待・特別) 京都 京都大学マイクロ化学生産研究コンソーシアム
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    Flow Chemistry India 2014 2014年01月 口頭発表(招待・特別) Hyderabad, India
  • マイクロリアクターによる付加重合の高度制御  [招待講演]
    永木 愛一郎
    新学術領域研究「反応集積化の合成化学」第3回若手合宿 2013年12月 口頭発表(招待・特別) 鳥取
  • マイクロリアクター研究の国際学会での動向  [招待講演]
    永木 愛一郎
    マイクロリアクターデバイス説明会 2013年12月 口頭発表(招待・特別) 京都
  • マイクロリアクターによる有機リチウム反応の新展開  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第8回プロセス化学ラウンジ 2013年12月 口頭発表(招待・特別) 静岡 日本プロセス化学会
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2013 Swiss-Kyoto Symposium 2013年11月 口頭発表(招待・特別) Switzerland
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2013年11月 口頭発表(招待・特別) University of Bristol, UK
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2013 RSC/SCI Flow Chemistry Conference 2013年09月 口頭発表(招待・特別) London, UK
  • Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2013年09月 口頭発表(招待・特別) University of Bari, Italy
  • 保護基フリー合成を志向したマイクロリアクターによる有機リチウム反応の高度制御  [招待講演]
    永木 愛一郎
    新学術領域研究「反応集積化の合成化学」第2回若手合宿 2013年06月 口頭発表(招待・特別) 静岡
  • 有機リチウム反応の高度制御に基づくフローマイクロ合成法の開発  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第27回研究会 2013年05月 口頭発表(招待・特別) 宮城 化学とマイクロ・ナノシステム学会
  • 有機リチウム反応の高度制御に基づくフローマイクロ合成  [招待講演]
    永木 愛一郎
    BIOtech2013 アカデミックフォーラム 2013年05月 口頭発表(招待・特別) 東京
  • マイクロリアクターによる有機リチウム反応の高度制御と新規合成プロセス開発への展開  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第93春季年会 2013年03月 口頭発表(招待・特別) 滋賀 日本化学会
  • マイクロ化学合成の最近のトピックス  [招待講演]
    永木 愛一郎
    プロジェクト検討会および講演会 2013年03月 口頭発表(招待・特別) 京都
  • フローマイクロリアクターを用いた有機金属反応、高分子合成反応  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第57回フロー・マイクロ合成研究会 2013年02月 口頭発表(招待・特別) 福井 近畿化学協会
  • マイクロリアクターを用いた合成反応:保護基を使わない有機合成  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2012年11月 口頭発表(招待・特別) 和歌山 和歌山県工業技術センター
  • マイクロリアクターを用いた合成反応:マイクロリアクターで重合する  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2012年11月 口頭発表(招待・特別) 和歌山 和歌山県工業技術センター
  • マイクロリアクターを用いた合成反応:活性種を制御する  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2012年10月 口頭発表(招待・特別) 和歌山 和歌山県工業技術センター
  • マイクロリアクターを用いた合成反応:反応の選択性を制御する  [招待講演]
    永木 愛一郎
    2012年10月 口頭発表(招待・特別) 和歌山 和歌山県工業技術センター
  • 有機リチウム反応の高度制御に基づくフローマイクロ合成  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第29回有機合成化学セミナー 2012年09月 口頭発表(招待・特別) 神奈川 有機合成化学協会 東海支部
  • 有機リチウム反応の高度制御に基づく含フッ素化合物のフローマイクロ合成  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第9回フッ素相模セミナー 2012年06月 口頭発表(招待・特別) 神奈川 相模中央化学研究所
  • 有機リチウム反応の高度制御に基づくフローマイクロ合成  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第53回フロー・マイクロ合成研究会 2012年03月 口頭発表(招待・特別) 大阪 近畿化学協会
  • マイクロリアクターによる精密反応制御に基づく新合成プロセスの開発  [招待講演]
    永木 愛一郎
    第14回有機金属化学若手勉強会 2010年12月 口頭発表(招待・特別) 京都 近畿化学協会
  • マイクロリアクターによる合成化学への新展開 ~究極の反応制御に基づく次世代合成・重合プロセスの開発を目指して~  [招待講演]
    永木 愛一郎
    住友化学特別講演会 2010年08月 口頭発表(招待・特別) 千葉 住友化学(株)石油化学品研究所
  • Flash Chemistry: Fast Chemical Synthesis in Microflow Systems  [招待講演]
    永木 愛一郎
    Proceedings of the Seventh International ASME Conference on Nanochannels, Microchannels and Minichannels (ICNMM2009) 2009年06月 口頭発表(招待・特別) Pohang, South Korea

その他活動・業績

受賞

  • 2019年12月 有機合成化学協会 有機合成化学協会・企業冠賞 東ソー・環境エネルギー賞
     マイクロリアクターの特長を活かした環境調和型の精密高速合成化学
  • 2015年 Expert Presentations on 2nd International Conference on Past and Present Research Systems of Green Chemistry
     
    受賞者: 永木 愛一郎
  • 2014年 Flow Chemistry India 2014 Distinguished Presentation Award
     
    受賞者: 永木 愛一郎
  • 2013年 化学とマイクロ・ナノシステム研究会 若手優秀賞
     
    受賞者: 永木 愛一郎
  • 2012年 有機合成化学協会 有機合成化学奨励賞
     
    受賞者: 永木 愛一郎
  • 2012年 有機合成化学協会 武田薬品工業研究企画賞
     
    受賞者: 永木 愛一郎
  • 2005年 日本化学会 BCSJ Award Article
     
    受賞者: 永木 愛一郎
  • 2003年 日本化学会 第83春季年会 学生講演賞
     
    受賞者: 永木 愛一郎

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 糖化学の新展開のための非平衡カルボカチオン化学のネットワーク構築
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
    研究期間 : 2020年10月 -2026年03月 
    代表者 : 永木 愛一郎, 宮村 浩之, 信田 尚毅, 殿村 修, 芦刈 洋祐
  • インラインフロー分析法の構築と反応機構解明
    科学技術振興機構:CREST「新たな生産プロセス構築のための電子やイオン等の能動的制 御による革新的反応技術の創出」
    研究期間 : 2018年 -2026年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 精密アニオン共重合制御による高次ランダムコポリマー創生への展開
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2021年04月 -2025年03月 
    代表者 : 永木 愛一郎, 外輪 健一郎
  • セグメント長さを操作パラメータとするマイクロ混相流操作体系の構築
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2021年04月 -2024年03月 
    代表者 : 外輪 健一郎, 永木 愛一郎
  • 多連続不斉中心を有するシークエンス高分子創生への挑戦
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    研究期間 : 2019年06月 -2022年03月 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 機能性化学品の連続精密生産プロセス技術の開発
    NEDO:革新的マイクロ反応場利用部材技術開発プロジェクト
    研究期間 : 2019年 -2022年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 有機リチウム反応の高次制御によるクロスカップリング反応プロセスの高度化
    日本医療研究開発機構:創薬基盤推進研究事業
    研究期間 : 2018年 -2021年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 量子化学計算を活用したフローマイクロ合成による新規アミン創製法の構築
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2017年04月 -2020年03月 
    代表者 : 山田 秀尚, 永木 愛一郎
     
    本課題では、フローマイクロ法が得意とする不安定中間体を経由する有機合成を対象として、反応系の分子構造から量子化学計算に基づいて第一原理的に反応スキームを設計する理論モデルを構築することを目的とする。フローマイクロ合成では、反応系の液混合および反応時間をマイクロ構造のデバイスを用いてミリ秒オーダーの時間分解能で制御することができるが、そのデバイス設計にあたっては試行錯誤的な最適化が必要となる。本課題では、反応経路上の遷移状態構造およびその電子状態を理論的に予測し、計算から得られる熱力学諸量をパラメータとして、フローマイクロリアクターおよび合成反応条件の最適化を試みる。二年目にあたる本年度は、具体的な合成反応をターゲットとした検証実験および昨年度までに構築を進めた量子化学計算モデルを用いた理論解析を行った。ターゲット反応として、酸ハライドにアミンを塩基溶液共存下で反応させてアミドを得るショッテンバウマン反応を採用した。フローマイクロリアクターを用いた実験では、リアクター長および内径を変えて混合液の滞留時間を調整し、反応収率の反応時間依存性を調べた。さらに、本実験系に対する反応速度論をモデル化し、速度定数を決定した。一方、理論計算では比誘電率をパラメータとして溶媒効果を考慮したモデルを採用し、密度汎関数法による遷移状態解析を実施した。以上の実験および理論検討を複数のアミン種に対して行うことで、当該モデルの妥当性を確認できた。
  • イオン反応の反応集積化
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    研究期間 : 2015年06月 -2020年03月 
    代表者 : 永木 愛一郎, 吉田 潤一
     
    イオン活性種を経由する多段階合成を飛躍的に効率化させ、新規な機能性中分子創製を可能とする反応集積化法を確立するための課題は以下4手法の開発である。(1) 時空間制御に基づくイオン活性種の制御法の開発、(2) イオン反応のリニアーインテグレーション、(3) イオン反応のクロスインテグレーション、(4) イオン反応のプロセスインテグレーション。本年度は、(4) イオン反応のプロセスインテグレーションの開発のための基盤技術の構築に取り組んだ。そのために、アニオン反応とのインテグレーションのための炭素カチオン発生法の開発を行った。具体的には、エナミンとTfOHをミキサーで混合し、N-アシルイミニウムイオンを発生させ、その後、ミキサーでアリルトリメチルシランを加えたところ、ミキサーにおける総流量が大きい条件では、多量化反応を抑えることができ、目的生成物が高収率で得られた。これによって、フローマイクロリアクターによる高速混合が選択的に炭素カチオン種を発生させ、多量化を抑制することに極めて効果的であることが明らかとなった。さらに、最適条件の検討および発生したカチオン種の安定性を調べるため、温度および滞留時間(反応時間)を変化させて反応を行い、温度―滞留時間マップを作成したところ、バッチ型反応器では達成不可能な0度において、滞留時間を0.02 sと極めて短く制御することによって炭素カチオン種を効率的に発生させ、続く反応に利用できることが明らかとなった。
  • 複数の短寿命活性種を利用する収斂型反応集積
    京都大学教育研究振興財団:研究活動推進助成
    研究期間 : 2019年 -2020年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • フロー精密アニオン重合の連続運転の実証
    京都大学:産学共同実用化促進事業平成30年度第二期GAPファンドプログラム
    研究期間 : 2018年 -2020年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • タンパク質修飾の高次制御法の開発と高機能化への展開
    科学技術振興機構:A-STEP機能検証フェーズ
    研究期間 : 2018年 -2020年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • マイクロフロー精密アニオン重合によるテレケリックマクロモノマー創生
    小笠原科学技術振興財団:一般研究助成
    研究期間 : 2017年 -2020年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(S)
    研究期間 : 2014年05月 -2019年03月 
    代表者 : 吉田 潤一, 永木 愛一郎, 殿村 修, 清水 章弘, 菅 誠治
     
    本年度が最終年度であるのでフラッシュケミストリーの体系化について重点的に研究を行った。あわせて、速度論的解析等で得られた速度や活性化エネルギー等の定量的データに基づいた合理的反応設計により均一系有機金属反応、不均一系触媒反応、高分子合成反応、有機光化学反応および有機電解合成反応へと展開した。 体系化: これまでに得られたフローマイクロリアクターを用いて行った各種有機活性種(有機アニオン種、有機カチオン種、ベンザインなど)について、生成と分解の研究結果をもとに各種有機活性種の寿命および反応性の体系化を行った。 均一系有機金属反応:官能基をもったアリールリチウム種の発生と反応についてさらに研究を深め酸クロリドとの反応によるケトン合成法などを開発した。また、アルキルリチウムはアリールリチウムよりも高い活性をもつことが知られているが、官能基をもったアルキルリチウム種の発生と反応にも成功した。 不均一系反応への拡張:パラジウム触媒を担持したマイクロデバイスを開発し、不均一反応へ拡張した。具体的には、フローマイクロリアクターを用いて反応活性な有機ホウ素化合物を合成し、モノリス担持パラジウムカラムをフロー型反応器として用いることにより、ビアリール種の効率的な合成法を開発した。また、反応器を並列にナンバリングアップすることによって大量合成も可能になった。 有機光化学反応および有機電解合成反応への適用:フロー型光反応装置を用いて、高反応活性種である過酸化水素水からヒドロキシルラジカルを効率的に発生させ、アルデヒドのカルボン酸への酸化を行うことができた。また、フロー型電解反応装置を用いてジスルフィドを参加し、不安定なArS+を発生させ、有機化合物と効率的に反応させることもできた。炭素カチオンの発生および利用にも展開可能であることも明らかにした。
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2014年04月 -2019年03月 
    代表者 : 永木 愛一郎
     
    合成化学をさらに進歩させ真に力量のある機能性物質創製法へと高めていくためには、新しい視点や斬新な手法を導入し、新たな高みへと飛躍する必要がある。本研究の目的は、フローマイクロリアクターの特長を活かし、「活性種制御法」や「反応の選択性制御法」を深化させ、sp3炭素アニオン活性種の高次制御を基軸とする機能性物質創製法の開発へと展開することである。本研究の遂行により、従来のフラスコでの合成化学の枠を超えて、今までにない分子変換プロセスや機能性物質創製法を開拓するとともに、機能性物質の実践的合成へと成熟させことができた。
  • 国際交流活動助成
    関西エネルギー・リサイクル科学研究振興財団:国際交流活動助成
    研究期間 : 2018年 -2019年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 海外渡航費助成
    小笠原科学技術振興財団:海外渡航費助成
    研究期間 : 2018年 -2019年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 微小流体技術を用いるグリコシルカチオン化学の深化とグリコシル化反応の新展開
    日本学術振興会:二国間交流事業・共同研究
    研究期間 : 2017年 -2019年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • ファインケミカルズ製造のためのフロー精密合成の開発
    NEDO:革新的マイクロ反応場利用部材技術開発プロジェクト
    研究期間 : 2016年 -2019年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(S)
    研究期間 : 2013年05月 -2018年03月 
    代表者 : 長谷部 伸治, 牧 泰輔, 金 尚弘, 前 一廣, 殿村 修, 永木 愛一郎
     
    本研究では、マイクロデバイスの設計論、集積化・安定操作手法を開発し、マイクロ化学プラントが精密大量生産プロセスとして運用可能であることを実証した。 具体的には、Ritter反応プロセスに対して、反応条件の最適化、CFDシミュレーションによる解析に基づく設計を行い、49流路を並列化したデバイスを構築した。そして、30分間の安定操作を確認し、これを25系列内部ナンバリングアップすることにより204t/yの生産が可能であることを実証した。また、ヒドロキシメチルフルフラール製造プロセスを対象に、マイクロスラグ反応器の優位性を確認し、開発したマイクロデバイスとその設計・操作論の有用性を実証した。
  • 海外渡航費助成
    小笠原科学技術振興財団:海外渡航費助成
    研究期間 : 2017年 -2018年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • マイクロリアクターによるキラル有機リチウム種の高次制御に基づく 連続不斉中心を有するシークエンス分子創生
    生産開発科学研究所:第5回生研学術奨励資金
    研究期間 : 2016年 -2018年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 遷移金属フリー拡張π共役系分子のフローマイクロリアクター合成
    住友電工グループ社会貢献基金:研究助成
    研究期間 : 2016年 -2018年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 海外渡航費助成
    日立財団:海外渡航費助成
    研究期間 : 2016年 -2017年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • マイクロリアクターによる有機リチウム反応のインテグレーション法の開発
    旭硝子財団:旭硝子財団研究助成 研究奨励
    研究期間 : 2015年 -2017年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 海外渡航費助成
    日立財団:海外渡航費助成
    研究期間 : 2015年 -2016年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 有機リチウム種の高次制御を基軸とする有機フッ素化合物創製法の開発
    住友財団:基礎科学研究助成
    研究期間 : 2014年 -2016年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 連続不斉中心を有するシークエンス分子のホモロゲーション合成
    科学技術振興機構:A-STEP フィージビリティスタディステージ 探索タイプ
    研究期間 : 2014年 -2016年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 国際研究集会発表助成
    京都大学教育研究振興財団:国際研究集会発表助成
    研究期間 : 2014年 -2015年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 国際交流助成
    徳山科学技術振興財団:国際交流助成
    研究期間 : 2014年 -2015年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    研究期間 : 2009年07月 -2014年03月 
    代表者 : 吉田 潤一, 野上 敏材, 清水 章弘, 永木 愛一郎
     
    有機カチオン種の発生・蓄積を可能とするカチオンプール法に基づいて電解反応と化学的反応の時間的集積化を達成し、デンドリマー構造をもつ機能性物質などの合成に応用した。また、空間的集積化によりカチオン性三成分カップリングなどを開発した。さらに、有機アニオン種についても、有機アニオン種の反応を空間的集積化することにより、ケトンカルボニル基を有するアリールリチウム種など極めて不安定な有機リチウム種を含む分子変換を可能にし、生物活性天然物合成に応用した。 以上、本研究では、不安定有機イオン種を用いる反応集積化の概念に基づき、従来法では実現困難な分子変換を達成した。
  • 低環境負荷アニオン重合系高分子生産技術の開発と感光性樹脂材料合成への応用
    関西エネルギー・リサイクル科学研究振興財団:若手奨励研究
    研究期間 : 2013年 -2014年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • マイクロリアクターを用いた環境調和型アニオン重合系高分子生産技術の開発
    公益信託エスペック地球環境研究・技術基金:研究助成
    研究期間 : 2013年 -2014年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • マイクロリアクターを用いたアルキル‐リチウム結合生成法の開発
    倉田記念日立科学技術財団:研究助成「倉田奨励金」
    研究期間 : 2013年 -2014年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 海外渡航助成
    京都大学:若手人材海外派遣事業 ジョン万プログラム
    研究期間 : 2013年 -2014年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • マイクロリアクターを用いたsp3炭素-リチウム結合生成法の開発
    科学技術振興機構:A-STEP フィージビリティスタディステージ 探索タイプ
    研究期間 : 2013年 -2014年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • バイオマスの化成品転換のための熱化学反応技術基盤の構築とそれに基づく脂肪族、芳香族ポリマー製造プロセスの開発
    NEDO:グリーン・サステイナブルケミカルプロセス基盤技術開発
    研究期間 : 2011年 -2014年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 保護基フリー合成を志向したマイクロリアクターによる有機リチウム反応の高度制御
    有機合成化学協会:研究企画賞研究助成
    研究期間 : 2012年 -2013年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • グローバルCOE国際短期派遣助成
    日本学術振興会:グローバルCOE国際短期派遣助成
    研究期間 : 2011年 -2012年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 若手研究(B)
    研究期間 : 2010年 -2011年 
    代表者 : 永木 愛一郎
     
    フローマイクロリアクターシステムの特長を活かし、高活性な有機金属種を鍵中間体とする一般性の高い保護基フリー合成法を開発することを目指し研究に取り組んだ。研究成果として、(1)バッチ型反応器では困難または実現困難または不可能な、シアノ基、ニトロ基、アルコキシカルボニル基、のような極めて反応性の高い求電子性官能基を有するアリールリチウム種の発生ならびに反応、(2)ミリ秒オーダーの精密滞留時間制御の特長を活かしたバッチ型反応器では反応制御が不可能なケトンカルボニル基を有するアリールリチウム種の発生ならびに反応、(3)複数の官能基を有する化合物としてMalachite green誘導体などの形式合成、に成功した。
  • 革新的マイクロ反応場利用部材技術開発プロジェクト
    NEDO:新産業創造高度部材基盤技術開発・省エネルギー技術開発
    研究期間 : 2006年 -2011年 
    代表者 : 永木 愛一郎
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 若手研究(B)
    研究期間 : 2008年 -2009年 
    代表者 : 永木 愛一郎
     
    高機能性コポリマー合成を指向したマイクロフロー精密付加重合法の開発を行った。研究成果として、(1)カチオン付加重合を用いたマイクロフローシステムの開発、(2)アニオン付加重合を用いたマイクロフローシステムの開発、(3)開発後のマイクロフローシステムによるポリマー成長末端活性種を利用した反応開発、(4)高機能性コポリマー合成を指向した連結型マイクロフローシステムの開発とコンビナトリアルコポリマー合成、に成功した。
  • 高機能性コポリマー合成を指向したマイクロフロー精密カチオン重合法の開発
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 若手研究(スタートアップ)
    研究期間 : 2007年 -2008年 
    代表者 : 永木 愛一郎
     
    Tf0Hを開始剤として用いたiso-ブチルビニルエーテルとのマイクロフローシステムによるカチオン重に対して、最適流速条件、各種マイクロリアクター、最適反応溶液濃度、など種々を検討し行い、その結果、分子量分布1.1に制御されたポリマーを得ることができた。さらに、一定の濃度の開始剤とビニルエーテルのそれぞれの流速を連続的に変化させることで、様々な数平均分子量の連続的ポリマー合成を行うことができた。また、各種ビニルエーテル類、スチレン類に対して同様の制御を試み、マイクロフローシステムを用いた精密カチオン重合法の一般性を確認することができた。その後、これらの検討結果を基に、実践的マイクロフローシステムの構築を図り、ポリマー生長末端の分解が進行する前に停止反応や末端修飾を行うことにより連鎖移動反応などの副反応を抑制するために精密滞留時間制御の詳細な検討を行い、-25℃前後で行える実践的フローシステムの構築、ならびに、非常に高濃度条件下での反応を実現するできる反応システムを開発を行うことができた。


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