フロー合成法は反応場を精密に制御できる連続プロセスとして、危険反応の安全化や高純度化、スケールアップの効率化に大きく貢献します。 富士フイルム和光純薬では、そんなフロー合成を用いたラボ検討から量産化まで、一貫した受託サービスをご提供します。
プロセス開発でよくある課題
- スケールアップが難しい
- バッチ反応の再現性が悪く、安定しない
- 危険反応を安全に行いたい
- 反応時間が長く、生産効率が悪い
- 副生成物が抑制できない
当社のフロー合成受託サービスは、これらの課題解決を支援します。
フロー合成とは お問い合わせ
フロー合成法は直径数百ミクロン〜数ミリメートル程度の極細な管に原料を連続的に送り込み、混合・反応させる化学合成法です。 反応場が小さく均一であることから、反応条件を高精度に制御でき、再現性に優れたプロセス構築が可能です。
フロー合成法の主なメリット
- 混合状態、温度、反応時間の高精度な制御
- 副反応の抑制による、高純度な化成品の製造
- 再現性の高い条件設定による、スケールアップ後の品質の安定化
- 反応空間の小規模化による、系内の滞留量の抑制
- 危険性の高い反応や試薬の安全な取り扱い
- 閉鎖系での連続運転による、作業者への曝露リスクの低減
富士フイルム和光純薬の強み お問い合わせ
ラボ条件を量産へつなげるスケールアップ技術
当社は開発初期から量産適用を前提にプロセス設計を行い、ラボから量産までのスムーズなスケールアップを実現します。 また、長年培ってきた有機合成とプロセスインフォマティクスの技術により、プロセス設計から製造設備設計までグループ内で一貫した対応が可能です。 設備も充実しており、キログラムからトンレベルまで幅広いスケールに対応できます。
スケールアップを支える技術①
プロセスインフォマティクス技術
フロー合成では、反応を最適化するための2段階温度制御など、バッチ法では実現が難しい高度な反応制御が可能です。 しかし、反応制御に関連するパラメータが増えることで、最適条件の探索には多くの検討時間が必要になります。
当社はシミュレーションや AI を活用したプロセスインフォマティクス技術により、 膨大な条件の組み合わせの中から効率的に最適解を導き出します。 検討期間を短縮しながら、再現性の高いプロセス条件の確立が可能です。
スケールアップを支える技術②
製造設備の設計技術
当社は量産を見据えた製造設備の設計とプロセス構築を行い、ラボから量産へのスムーズな展開を実現します。
設備設計では、ラボ実験や各種シミュレーションを通して、反応に最適なミキサーと反応器を設計します。 また、反応液の混合状態を評価し、ミキサーや流路形状を最適化します。 さらに反応挙動を踏まえることで、狙った結果が安定して得られる反応条件を明確化します。
フロー合成で実現できるプロセスと適用反応例 お問い合わせ
フロー合成は反応場・滞留時間・温度・混合状態を精密に制御できるため、バッチ法では制御が難しい反応やプロセスを再現性高く実現します。 また、当社は均一溶液だけでなく、液-液(二層)、気-液、固-液といった幅広い相系への対応が可能です。
瞬時混合(0.1 秒以下)
- 反応開始のばらつきの抑制
- 粒子形成の条件制御による、均一な粒子の形成
- 局所的な過加熱や濃度ムラの抑制
適用反応例:重合反応 / ナノ粒子形成
精密温度・反応時間制御
- 反応熱の制御による熱暴走の抑止
- 低温⇔高温の瞬時変化による副反応の抑制
- 反応時間制御による反応選択性と不安定化合物の制御
適用反応例:有機金属反応 (有機 Li / Mg)
電磁波の照射
- 反応場全体への均一な電磁波照射による照射効率の大幅な改善
適用反応例:光反応
粒子充填(固定化触媒)
- 触媒と基質の高い接触効率による触媒反応の高効率化
- カラム(反応管)内部への触媒充填による、反応後の容易な触媒回収
適用反応例:固定化触媒反応など
フロー合成による課題解決の事例 お問い合わせ
フロー合成はスケールアップや精密制御、高純度化などに強みがあります。ここでは、そんなフロー合成の強みを活かした当社の課題解決事例をご紹介します。
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。
詳細を見る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。
詳細を見る精密制御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の抑制に成功。 また、極低温条件を緩和した量産プロセスを確立。
詳細を見る精密制御光反応の効率化
光照射分布・流動状態の可視化と適切な反応器設計により、 照射効率の向上と均一な送液の両立に成功。
詳細を見る高純度化 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、 二量化反応による副生成物の抑制とイソシアネートの高純度化に成功。
詳細を見るフロー合成におけるスケールアップ体制 お問い合わせ
当社はラボ検討から製造機での量産まで、シームレスなスケールアップを実現する設備と技術体制を整えています。 反応速度・発熱・流動を統合的に評価しながら、最適なフロー合成プロセスを設計します。
ラボから製造までの 4 ステップ
STEP1 ラボプロセス
流量:数十 mL/min
少量条件で反応を評価し、対象となる反応がフロー合成に適しているか判断します。
STEP2 キロラボ
流量:数百 mL/min
反応をスケールアップし、反応速度・電熱・流動を統合した反応機モデリングと CFD に基づく最適な反応器設計を検証します。
STEP3 パイロット
流量:~数 L/min
製造機の仕様を確定するため、反応条件の再現性やプロセス制御性を確認し、ロングラン運転試験および運転手順を確定します。
STEP4 製造機
流量:~数 L/min
パイロットで確立した条件をそのままプラントにインストールし、量産製造へ展開します。
お問い合わせやお見積り、カタログをご希望の方は以下よりお進みください。