フロー合成によるCO2排出量53％削減

概要

リチオ化およびホウ酸エステル化の低温逐次反応にフロー合成法を適用することで、バッチ合成法と比較して原材料の投入量、廃棄物量および冷却に必要なエネルギー量を抑制。化成品1kgあたりのCO2排出量を約53％削減しました。

課題

低温条件で行う逐次反応では、反応液を冷却するために大きなエネルギーが必要となります。また、バッチ合成法では反応器全体を冷却する必要があるため、 生産量の増加に伴って冷却負荷が大きくなることが課題でした。

さらに、反応条件や収率によっては原材料の投入量や廃棄物量が増加し、製造工程における環境負荷の低減が求められていました。

当社での検討

上記の課題に対して、フロー合成法の適用を検討しました。

フロー合成法では、細い流路内に反応液を連続的に流すため、反応液と冷媒の間で効率的な熱交換が可能です。反応部のみを精密に冷却でき、反応器全体を冷却するバッチ法と比較して冷却エネルギーを低減できます。

また、リチオ化後の不安定な中間体を速やかに次工程へ移送することで副反応を抑制し、収率および純度を向上させました。その結果、目的物の製造に必要な原材料投入量および廃棄物発生量の削減に成功しました。

リチオ化およびホウ酸エステル化の低温逐次反応による化成品1kgあたりの生産において、フロー合成法はバッチ合成法と比較して、原材料の投入量、廃棄物量および冷却に必要なエネルギー量の抑制により、CO2排出量を約53%削減できることを確認しました。

スケールアップリチオ化反応の発熱制御

精密な発熱制御設計により、副生成物を抑制。また、バッチ法よりも温和な条件での量産化を実現。

スケールアップアニオン重合による大量生産

時間と温度を精密にコントロールし、分子量・分布の制御に成功。

精密制御 Swern酸化の温度制御

温度・滞留時間の精密制御により副生成物を抑制。極低温条件を緩和した量産プロセスを確立。

精密制御光反応の効率化

照射効率の向上と均一な送液を両立し、光反応プロセスを効率化。

高純度化ホスゲン化反応の副反応抑制

目的物と原料の共存時間を最小化し、副生成物の抑制と高純度化に成功。