[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

光レドックス触媒反応 フォトリアクター Penn PhD Photoreactor M2をデモしてみた

[スポンサーリンク]

いまや有機反応の開発に欠かせなくなった可視光反応場。多くの化学論文誌で毎週必ずいくつかみるほどですね。高圧水銀灯など特殊な光反応装置とは異なり、LEDランプですので比較的安価で安全に実験が行えます。

多くの波長に対応できる光反応甩光源や様々な強力なLED光源などは多数ありますが(関連記事:光触媒反応用途の青色LED光源を比較してみた)、スタンドアローンでそれさえもっていれば、簡単に反応させることができるという光反応装置はまだまだ少ないのが現状です。

熱をかけるオイルバスや、温度センサー付きのスターラーのように、1人一台とまではいかなくても気軽につかえる光反応装置があったらいいですよね。

そんな光反応装置として、今回はメルク社から発売されているPenn PhD Photoreactior M2を紹介します。本商品の日本でのデモ機の利用ははじめてということでした(昨年12月末時点)。

Penn PhD Photoreactior M2とは

penn PhD社が可視光光触媒反応の第一人者であるプリンストン大学MacMillan教授の監修のもと作った装置です。日本ではメルク社(Sigma-Aldrich)が代理店として発売を開始しています。実は過去の記事でも紹介していますが、それは初代のM1。今回紹介するのは2代目のM2です。基本的なシルエットはあまり変わっていませんが、使える光源が増えた、タッチスクリーンの操作性があがった、サポートする反応のサイズが増えたなど大幅にバージョンアップされたようです。

Features

  • Photoreactor M2 is a complete benchtop instrument to accelerate photoredox catalysis.
  • Modular design allows for use with either a 365, 420 or 450nm wavelengths
  • 360 degree reflective environment maximizes surface area photon capture.
  • Light shield interlock prevents user exposure to harmful light rays.
  • Interactive touch screen controls reaction parameters
  • Intertek ETL, CE, and CB approved.
  • User defined parameters including temperature, light intensity, fan speed and stirring.
  • Auto stop, pause and reset options
  • Supports vial sizes gc, 4, 8, 20, 40 ml
  • Temp feedback using a k-type thermocouple
  • Parameter standardization
  • Repeatability, traceability, efficiency and consistency of results.
  • Solves problem of variability of lab setups

(引用:Penn PhD社HPより)

特にアピールするポイントは以下の3点。

  • 光照射を最大化する構造上の設計
  • 最大バイアルサイズ40 mL
  • ライトモジュール交換で波長変更が可能(450nm, 420nm, 365nm)

うちの研究室も実は2年ほど前から光反応に手を出しています。ケッシルのLEDをセットして反応を試みていますが、今回研究室でみつけた5種類の反応をこのPenn PhD Photoreactor M2で試してみました。残念ながらすべて未発表ですので反応式は示すことはできませんが、結果のみお知らせします。

反応1原料Aの反応では、反応時間が12時間の場合に原料が残存してしまうことが問題となっていました。そこで、Penn PhD M2を用いて12時間で試したところ、望みの生成物の収率は16%から29%に向上しました。通常の光源(ケッシル)を用いても24時間反応させることで得ることができますが、原料の回収率が7%から17%に若干向上しています。

反応2:極性機構での副反応抑制のためにPen PhD M2を用いて原料Bを反応させたところ、転化率および目的のアルコールの収率は低下しました。また、目的のアルコールに対する副生成物の比率も低下しました。

反応3:これまで10回以上反応をかけていて、いつも10数%程度残存してしまう原料Cの反応を試しました。誤差程度かもしれませんが、ほんのわずかに収率および原料の消費率が改善しました(収率3%改善、消費率9%)。

反応4:12時間反応では原料が残存してしまうため24時間に伸ばして原料Dを反応させました。Penn PhDでで試してみたところ、若干ではありますが収率は向上しました。(収率43%, 57%(2回反応)→収率59%)

反応5:Pen PhD M2を用いて、原料Eの反応を行いました。しかし収率は低下し、副生成物の収率がわずかに向上しました。

というわけで、「めっちゃ収率あがった!最高に「ハイ!」ってやつだアア… 」

とはならないようです。

ただ、研究室の光反応環境はかなり整っていて、効率よくかつ再現性良くLEDを当てることのできる環境になっていると自負しているので、それと同様以上の結果を出せるということはいえると思います。

デモ動画を公開します

というわけで、記事での説明はこれぐらいして、デモ動画を撮影・編集しましたので、御覧ください。動画では、機器の説明に加えて、いくつか質問した内容や、使用感を紹介しています。いつもそうですが、価格が課題で複数台つかうとなるとかなり高額になります。ある製薬企業では、数台購入してこの装置が大活躍しているそうです。

台数に限りはありますが、デモもできるようなので、動画だけでなく実際に触ってみたい、試してみたいという方は以下連絡先まで。

・実機デモをご希望の方は、お気軽にメルクのテクニカルサポート(jpts@merckgroup.com)までご連絡ください。
・装置を用いた反応性比較はこちらの論文に多くの事例が記載されています。

Le, C. C.; Wismer, M. K.; Shi, Z.-C.; Zhang, R.; Conway, D. V.; Li, G.; Vachal, P.; Davies, I. W.; MacMillan, D. W. C. A General Small-Scale Reactor to Enable Standardization and Acceleration of Photocatalytic Reactions. ACS Cent. Sci. 2017, 3 (6), 647–653. DOI: 10.1021/acscentsci.7b00159

関連記事

最近の可視光光触媒反応の記事

関連ウェブサイト

webmaster

投稿者の記事一覧

Chem-Station代表。早稲田大学理工学術院教授。専門は有機化学。主に有機合成化学。分子レベルでモノを自由自在につくる、最小の構造物設計の匠となるため分子設計化学を確立したいと考えている。趣味は旅行(日本は全県制覇、海外はまだ20カ国ほど)、ドライブ、そしてすべての化学情報をインターネットで発信できるポータルサイトを作ること。

関連記事

  1. なぜ青色LEDがノーベル賞なのか?ー性能向上・量産化編
  2. Wiley社の本が10%割引キャンペーン中~Amazon~
  3. 化学者のためのエレクトロニクス講座~有機半導体編
  4. 分子で作る惑星、その名もナノサターン!
  5. SciFinder Future Leaders 2017: プ…
  6. ありふれた試薬でカルボン酸をエノラート化:カルボン酸の触媒的α-…
  7. グラム陰性菌を爆沈!!Darobactin Aの全合成
  8. 条件最適化向けマテリアルズ・インフォマティクスSaaS 「miH…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 未来の車は燃料電池車でも電気自動車でもなくアンモニア車に?
  2. トリフルオロメタンスルホン酸2-(トリメチルシリル)フェニル : 2-(Trimethylsilyl)phenyl Trifluoromethanesulfonate
  3. 有機合成化学協会誌2020年5月号:特集号 ニューモダリティ;有機合成化学の新しい可能性
  4. 「同時多発研究」再び!ラジカル反応を用いたタンパク質の翻訳後修飾
  5. アハメド・ズウェイル Ahmed H. Zewail
  6. テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0) : Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)
  7. 演習で学ぶ有機反応機構―大学院入試から最先端まで
  8. ラッセル・コックス Rusesl J. Cox
  9. 室内照明で部屋をきれいに 汚れ防ぐ物質「光触媒」を高度化
  10. キャリアデザイン研究講演会~化学研究と企業と君との出会いをさがそう!~

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2021年2月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728

注目情報

注目情報

最新記事

化学ゆるキャラ大集合

企業PRの手段の一つとして、キャラクターを作りホームページやSNSで登場させることがよく行われていま…

最先端バイオエコノミー社会を実現する合成生物学【対面講座】

開講期間2022年12月12日(月)13:00~16:202022年12月13日(火)1…

複雑なモノマー配列を持ったポリエステル系ブロックポリマーをワンステップで合成

第445回のスポットライトリサーチは、北海道大学 大学院工学研究院 応用化学部門 高分子化学研究室(…

河崎 悠也 Yuuya Kawasaki

河崎 悠也 (かわさき ゆうや) は、日本の有機化学者。九州大学先導物質化学研究所 …

研究者1名からでも始められるMIの検討-スモールスタートに取り組む前の3つのステップ-

開催日:2022/12/07  申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の…

吉田 優 Suguru Yoshida

 吉田 優(よしだ すぐる)は、日本の化学者。専門は、有機合成化学、ケミカルバイオロジー。2…

小山 靖人 Yasuhito Koyama

小山 靖人(こやま やすひと)は、日本の有機化学者。富山県立大学工学部医薬品工学…

ポンコツ博士の海外奮闘録XIV ~博士,釣りをする~

シリーズ累計20話!!タイトルの○数字がなくなりました。節々の回は出来る限り実験ネタや個人的なグッと…

定型抗精神病薬 「ピモジド」の化学修飾により新規難治性疼痛治療薬として極めて有望な化合物の創製に成功

第444回のスポットライトリサーチは、近畿大学大学院 薬学研究科 薬学専攻 病態薬理学研究室の笠波 …

【好評につきリピート開催】マイクロ波プロセスのスケールアップ〜動画で実証設備を紹介!〜 ケミカルリサイクル、乾燥炉、ペプチド固相合成、エステル交換、凍結乾燥など

<内容>マイクロ波プロセスのスケールアップがどのように実現されるか、実証設備の動画も交えてご紹介…

Chem-Station Twitter

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP