WO2026009594A1 - ポリマー製造装置 - Google Patents
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Abstract
ポリマー製造装置は、粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する第1流路と、モノマー溶液を含む第二溶液を連続的に送液する第2流路と、第一溶液と第二溶液とを混合する混合部と、を備え、第1流路は、第一溶液を分けて送液する第1-1流路と第1-2流路とに分岐され、第1-1流路は、第2流路の第1位置で第2流路に合流し、第1-2流路は、第2流路の第1位置よりも下流側の第2位置で第2流路に合流し、混合部は、第1位置に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第1混合器と、第2位置に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第2混合器と、を有する。
Description
本開示は、マイクロリアクタを用いたポリマー製造装置に関する。
近年、化学合成において流通式マイクロリアクタを用いる方法が注目されている。一般的にマイクロリアクタは、内部構造が数μmから数mm程度の微細な流路の中で反応を行う装置である。このようなマイクロリアクタは、化学合成において、単位体積当たりの表面積が大きいため、温度の制御性が高く、混合効率が良い、等の特徴を有している。化学合成において、表面積が大きく熱伝達性が高いため、例えば、反応時の発熱も周囲に拡散しやすく、温度制御が可能となり、収率の増加や高分子材料の分子量分散度の低減、また、混合効率の速さから不安定原料を用いた反応に使用されている。
例えば、ポリマーの合成において、リビングアニオン重合(例えば、特許文献1参照。)のようにポリマー重合の場合、分子量分散度を低減できる。
ポリマー重合にて溶媒への溶解性が低く,重合反応で消費され、反応に寄与する触媒を使用する場合、触媒/配位子を一括で供給すると,上記特許文献1では流路内壁面で触媒由来の副生成物が堆積して閉塞し送液できないという問題があった。
そこで、本開示では、溶媒への溶解性が低く、重合反応で消費され、反応に寄与する触媒を使用する場合においても、閉塞が発生することなく送液できるポリマー製造装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係るポリマー製造装置は、粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する第1流路と、モノマー溶液を含む第二溶液を連続的に送液する第2流路と、第一溶液と第二溶液とを混合する混合部と、を備え、第1流路は、第一溶液を分けて送液する第1-1流路と第1-2流路とに分岐され、第1-1流路は、第2流路の第1位置で第2流路に合流し、第1-2流路は、第2流路の第1位置よりも下流側の第2位置で第2流路に合流し、混合部は、第1位置に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第1混合器と、第2位置に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第2混合器と、を有する。
本開示の一態様に係るポリマーの製造方法は、粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する第1流路を第1-1流路と第1-2流路とに分岐して第1溶液を送液する工程と、モノマー溶液を含む第二溶液を第2流路に連続的に送液する工程と、第1-1流路を第2流路の第1位置で合流させ、第1位置で第一溶液と前記第二溶液を混合し、第1-2流路を第2流路の第1位置よりも下流側の第2位置で合流させ、第2位置で第一溶液と前記第二溶液を混合する工程と、を含む。
本開示の一態様に係るポリマー製造装置によれば、溶媒への溶解性が低く、重合反応で消費され、反応に寄与する触媒を使用する場合においても、閉塞が発生することなく送液できる。
第1の態様に係るポリマー製造装置は、粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する第1流路と、モノマー溶液を含む第二溶液を連続的に送液する第2流路と、第一溶液と第二溶液とを混合する混合部と、を備え、第1流路は、第一溶液を分けて送液する第1-1流路と第1-2流路とに分岐され、第1-1流路は、第2流路の第1位置で第2流路に合流し、第1-2流路は、第2流路の第1位置よりも下流側の第2位置で第2流路に合流し、混合部は、第1位置に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第1混合器と、第2位置に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第2混合器と、を有する。
第2の態様に係るポリマー製造装置は、上記第1の態様において、第1混合器の下流側の第2流路の内径と、第2混合器に合流する直前の第2流路の内径とが同一であってもよい。
第3の態様に係るポリマー製造装置は、上記第1又は第2の態様において、第2混合器の下流側の第2流路の内径は、第1混合器の下流側の第2流路の内径より大きくてもよい。
第4の態様に係るポリマー製造装置は、上記第1から第3のいずれかの態様において、第1混合器の温度を制御する第1恒温器と、第2混合器の温度を制御する第2恒温器と、をさらに備え、第1恒温器と第2恒温器とによって、第2混合器の温度を第1混合器の温度より高く制御してもよい。
第5の態様に係るポリマー製造装置は、上記第1から第4のいずれかの態様において、第1-1流路の流路長と前記第1-2流路の流路長とが同一であってもよい。
第6の態様に係るポリマー製造装置は、上記第1から第5のいずれかの態様において、第1-2流路の内径は、第1-1流路の内径より大きくてもよい。
第7の態様に係るポリマー製造装置は、上記第1から第6のいずれかの態様において、配位子を含む第三溶液を送液し、第1流路の第1-1流路に分岐するより上流側で第3溶液を第1流路に合流させる第3流路をさらに備えてもよい。
第8の態様に係るポリマー製造装置は、上記第7の態様において、第1流路と第3流路との合流箇所より下流側であって、第1-1流路への分岐の上流側に、第一溶液と第三溶液との混合溶液中の配位子交換された金属触媒の量を検出する検出部をさらに備えてもよい。
第9の態様に係るポリマー製造装置は、上記第8の態様において、検出部で検出された結果に基づき、第3流路から第1流路に送液する第三溶液の送液条件を制御する制御部をさらに備えてもよい。
第10の態様に係るポリマーの製造方法は、粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する第1流路を第1-1流路と第1-2流路とに分岐して第1溶液を送液する工程と、モノマー溶液を含む第二溶液を第2流路に連続的に送液する工程と、第1-1流路を第2流路の第1位置で合流させ、第1位置で第一溶液と第二溶液を混合し、第1-2流路を第2流路の第1位置よりも下流側の第2位置で合流させ、第2位置で第一溶液と第二溶液を混合する工程と、を含む。
以下、実施の形態に係るポリマー製造装置及び製造方法について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において、実質的に同一の部材には同一の符号を付している。
(実施の形態1)
<ポリマー製造装置>
図1は、実施の形態1に係るポリマー製造装置40の構成を示す概略図である。
<ポリマー製造装置>
図1は、実施の形態1に係るポリマー製造装置40の構成を示す概略図である。
実施の形態1に係るポリマー合成装置10は、粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する第1流路20と、モノマー溶液を含む第二溶液を連続的に送液する第2流路30と、第一溶液と第二溶液とを混合する混合部40と、を備える。第1流路20は、第一溶液を分けて送液する第1-1流路10aと第1-2流路10bとに分岐される。第1-1流路10aは、第2流路20の第1位置で第2流路20に合流する。第1-2流路10bは、第2流路20の第1位置よりも下流側の第2位置で第2流路20に合流する。混合部30は、第1位置(第1-1流路10aと第2流路20との合流箇所)に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第1混合器30aと、第2位置(第1-2流路10bと第2流路20との合流箇所)に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第2混合器30bと、を有する。
実施の形態1に係るポリマー製造装置40によれば、溶媒への溶解性が低く、重合反応で消費され、反応に寄与する触媒を使用する場合においても、閉塞が発生することなく送液できる。
以下に、このポリマー製造装置40を構成する各部材について説明する。
<第1流路>
第1流路10は、粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する。第1流路10は、第一溶液を分けて送液する第1-1流路10aと第1-2流路10bとに分岐される。第1-1流路10aは、第2流路20の第1位置で第2流路20に合流する。第1-2流路10bは、第2流路20の第1位置よりも下流側の第2位置で第2流路20に合流する。
第1流路10は、粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する。第1流路10は、第一溶液を分けて送液する第1-1流路10aと第1-2流路10bとに分岐される。第1-1流路10aは、第2流路20の第1位置で第2流路20に合流する。第1-2流路10bは、第2流路20の第1位置よりも下流側の第2位置で第2流路20に合流する。
このように一定濃度に制御された配位子/触媒の第一溶液を分割して逐次的に、モノマー溶液を含む第二溶液を送液する第2流路20に供給することができ、第2流路20に送液されるモノマーを少量ずつ触媒/配位子と逐次的に反応させることができる。これによってポリマーの成長反応を制御できる。また、生成する粒子状の副生成物の粒径が混合部(混合器)の内径より小さくなるように制御できる。なお、副生成物の粒径の制御のために、配位子/触媒の供給量を適宜算出して調整すればよい。
金属触媒は配位子交換されていてもよい。また、後述するように、金属触媒と配位子とを別々の流路で送液して合流させてもよい。
なお、第1流路10は、上記の2つの流路に分岐する場合に限られず、図1に示すように3以上の流路10a、10b、10c、10dに分岐されてもよい。3以上の流路に分岐する場合、一箇所から3以上に分岐してもよく、あるいは、上流側から下流側に複数箇所で順次分岐してもよい。
第1-1流路10aの流路長と第1-2流路10bの流路長とが同一であってもよい。
また、第1-2流路10bの内径は、第1-1流路10aの内径より大きくてもよい。これによって、反応前期の触媒量より反応後期の触媒量を増やすことができ、反応前期のポリマーの成長を抑制して閉塞を抑えることができ、反応後期のポリマーの成長を促進できる。
<金属触媒>
図2Aは、金属触媒の一例であるNi(COD)2の構造式である。
図2Aは、金属触媒の一例であるNi(COD)2の構造式である。
第1流路に送液する金属触媒は、特に制限はされないが、反応の種類や基質や条件により選定され、溶媒への溶解性が低い触媒である。例えば、Ni、Cu、Pd、Ruなどの遷移金属触媒が用いられ、CuCl2、RuCl2、Ni(acac)2、Ni(COD)2、Pd(PPh3)4、Pd(dba)2、などが挙げられる。
<金属触媒の配位子>
図2Bは、配位子の一例である2,2’―ビピリジンの構造式である。
図2Bは、配位子の一例である2,2’―ビピリジンの構造式である。
金属触媒の配位子は、特に制限はされないが、反応の種類や基質や条件により選定する。例えば、t-ブチルイソシアニド、ノルボルナジエン、2,2’―ビピリジン、アクリルニトリル、トリフェニルホスフィン、シクロペンタジエンなどのホスフィン類、アミン類、ジエン類、などが挙げられる。
<配位子溶液の溶媒>
配位子溶液の溶媒は、特に制限はされないが、反応の種類や基質や条件により選定する。例えば、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、ジメチルエーテル、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、N―メチルピロリドン、ベンゼン、ヘキサン、ジエチルエーテル、メタノールやエタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、イオン液体などが挙げられる。
配位子溶液の溶媒は、特に制限はされないが、反応の種類や基質や条件により選定する。例えば、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、ジメチルエーテル、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、N―メチルピロリドン、ベンゼン、ヘキサン、ジエチルエーテル、メタノールやエタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、イオン液体などが挙げられる。
<第2流路>
第2流路20は、モノマー溶液を含む第二溶液を連続的に送液する。
第2流路20は、モノマー溶液を含む第二溶液を連続的に送液する。
<モノマー>
第2流路に送液する第二溶液に含まれるモノマー溶液のモノマーは、特に制限はされないが、求めるポリマーにより選定され、用いる金属触媒に応じた反応基を有する少なくとも一種のモノマーである。例えば、フェニルボロン酸、ベンゼンジボロン酸ビス(ピナコール)エステルなどのアリールやビニルホウ素酸とブロモベンゼンやヨードチオフェンなどのアリールやビニルハロゲン化合物の組み合わせ、ジブロモベンゼンやジブロモチオフェンなどのアリールハロゲン化合物、が挙げられる。
第2流路に送液する第二溶液に含まれるモノマー溶液のモノマーは、特に制限はされないが、求めるポリマーにより選定され、用いる金属触媒に応じた反応基を有する少なくとも一種のモノマーである。例えば、フェニルボロン酸、ベンゼンジボロン酸ビス(ピナコール)エステルなどのアリールやビニルホウ素酸とブロモベンゼンやヨードチオフェンなどのアリールやビニルハロゲン化合物の組み合わせ、ジブロモベンゼンやジブロモチオフェンなどのアリールハロゲン化合物、が挙げられる。
モノマー溶液の溶媒は、特に制限はされないが、反応の種類や基質や条件により選定する。例えば、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、ジメチルエーテル、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、N―メチルピロリドン、ベンゼン、ヘキサン、ジエチルエーテル、メタノールやエタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、イオン液体、前記溶媒と水との混合溶液などが挙げられる。
<流路の内径>
第1流路10及び第2流路20の内径は、例えば、0.01mm以上5.00mm以下の範囲である。さらに、0.05mm以上4.00mm以下の範囲であってもよい。0.01mmより小さいと閉塞のリスクが上がり、内部抵抗が上がるため、送液が困難になる。5.00mmより大きいとマイクロフローのメリットである反応場の均一性が低減し、バラつきが大きくなる。
第1流路10及び第2流路20の内径は、例えば、0.01mm以上5.00mm以下の範囲である。さらに、0.05mm以上4.00mm以下の範囲であってもよい。0.01mmより小さいと閉塞のリスクが上がり、内部抵抗が上がるため、送液が困難になる。5.00mmより大きいとマイクロフローのメリットである反応場の均一性が低減し、バラつきが大きくなる。
<混合部>
混合部30は、第一溶液と第二溶液とを混合する。混合部30は、第1位置(第1-1流路10aと第2流路20との合流箇所)に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第1混合器30aと、第2位置(第1-2流路10bと第2流路20との合流箇所)に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第2混合器30bと、を有する。なお、第1流路10の分岐の数に対応して混合器の数も増える。上記のように2つの場合に限られず、例えば、図1に示すように、3以上の混合器30a、30b、30c、30dを有してもよい。
混合部30は、第一溶液と第二溶液とを混合する。混合部30は、第1位置(第1-1流路10aと第2流路20との合流箇所)に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第1混合器30aと、第2位置(第1-2流路10bと第2流路20との合流箇所)に設けられ、第一溶液と第二溶液とを混合する第2混合器30bと、を有する。なお、第1流路10の分岐の数に対応して混合器の数も増える。上記のように2つの場合に限られず、例えば、図1に示すように、3以上の混合器30a、30b、30c、30dを有してもよい。
第1混合器30a及び第2混合器30bは、特に制限されないが、モノマーと配位子交換された金属触媒とが混合できればよく、例えば、T字ミキサ、Y字ミキサ、任意の形状に加工されたプレートミキサ、2重管ミキサ、3重管ミキサ、スタティックミキサやテイラーリアクタのような攪拌を促す機構が付与されたミキサ、または、それらを複数種組み合わせたミキサなどが挙げられる。
第1混合器30a及び第2混合器30bの内径は、0.01mm以上3.00mm以下の範囲が好ましい。さらに好ましくは、0.05mm以上2.50mmの範囲が好ましい。0.01mmより小さい場合は、閉塞のリスクが高くなり、3.00mmより大きい場合は、混合性能が落ちる傾向がある。但し、スタティックミキサやテイラーリアクタのような攪拌機構が付与された第1混合器30a及び第2混合器30bはこの限りではない。
第1混合器30aの下流側の第2流路20の内径R1outと、第2混合器30bに合流する直前の第2流路20の内径R2inとが同一であってもよい。これによって、圧力損失の発生を抑制でき、閉塞の発生を抑制できる。
また、第2混合器30bの下流側の第2流路20の内径R2outは、第1混合器30bの下流側の第2流路20の内径R1outより大きくてもよい。第1混合器30aには第2流路20に第1-1流路10aが合流するので、第2流路20の第1混合器30aを挟んで上流側の内径より下流側の内径を大きくすることで、第1混合器30aでの滞留を抑制できる。
マイクロリアクタにおける滞留時間は、特に制限はされないが、反応の種類や基質や条件により選定し、例えば、0.01分以上60分以下とすることができる。
<第3流路>
配位子を含む第三溶液を送液する第3流路50を設けてもよい。この第3流路50は、第1流路10の第1-1流路10aに分岐するより上流側で第3溶液を第1流路10に合流させてもよい。この場合、第1流路10には金属触媒のみを送液し、第3流路50から配位子を第1流路10に合流させて、金属触媒の配位子交換をさせればよい。
配位子を含む第三溶液を送液する第3流路50を設けてもよい。この第3流路50は、第1流路10の第1-1流路10aに分岐するより上流側で第3溶液を第1流路10に合流させてもよい。この場合、第1流路10には金属触媒のみを送液し、第3流路50から配位子を第1流路10に合流させて、金属触媒の配位子交換をさせればよい。
<検出部>
第1流路10に配位子交換された金属触媒の量を検出する検出部60を設けてもよい。検出部60は、第1流路10と第3流路50との合流箇所52より下流側であって、第1-1流路10aと第1-2流路10bとの分岐の上流側に設ければよい。
第1流路10に配位子交換された金属触媒の量を検出する検出部60を設けてもよい。検出部60は、第1流路10と第3流路50との合流箇所52より下流側であって、第1-1流路10aと第1-2流路10bとの分岐の上流側に設ければよい。
<制御部>
第3流路50から第1流路10に送液する第三溶液の送液条件を制御する制御部70をさらに設けてもよい。制御部70は、検出部60で検出された結果に基づいて、第三溶液の送液条件を制御する。金属触媒に配位子交換が生じることで溶媒に溶解しやすくなり、ポリマー成長反応に寄与できる。また、制御部70によって、配位子/金属触媒が一定濃度となるように制御できる。なお、配位子交換された金属触媒の濃度と吸光度との検量線を事前に作成しておくと、配位子を含む第三溶液の送液条件の制御に活用できる。
第3流路50から第1流路10に送液する第三溶液の送液条件を制御する制御部70をさらに設けてもよい。制御部70は、検出部60で検出された結果に基づいて、第三溶液の送液条件を制御する。金属触媒に配位子交換が生じることで溶媒に溶解しやすくなり、ポリマー成長反応に寄与できる。また、制御部70によって、配位子/金属触媒が一定濃度となるように制御できる。なお、配位子交換された金属触媒の濃度と吸光度との検量線を事前に作成しておくと、配位子を含む第三溶液の送液条件の制御に活用できる。
<第1恒温器及び第2恒温器>
第1混合器30aの温度を制御する第1恒温器80aと、第2混合器30bの温度を制御する第2恒温器80bと、をさらに備えてもよい。なお、第1恒温器80aと第2恒温器80bとはいずれか一方を設けてもよい。第1恒温器80a又は第2恒温器80bは、特に制限されないが、ポリマー合成に必要な温度に調整できればよく、室温より温度を上げる場合は、例えば、オイルバス、マントルヒーター、電気炉などが挙げられる。室温より温度を下げる場合は、例えば、クーラーバス、氷浴、などが挙げられる。
第1混合器30aの温度を制御する第1恒温器80aと、第2混合器30bの温度を制御する第2恒温器80bと、をさらに備えてもよい。なお、第1恒温器80aと第2恒温器80bとはいずれか一方を設けてもよい。第1恒温器80a又は第2恒温器80bは、特に制限されないが、ポリマー合成に必要な温度に調整できればよく、室温より温度を上げる場合は、例えば、オイルバス、マントルヒーター、電気炉などが挙げられる。室温より温度を下げる場合は、例えば、クーラーバス、氷浴、などが挙げられる。
制御温度は、特に制限はされないが、反応の種類や基質や条件により選定し、例えば、-25℃以上250℃以下である。
第2恒温器80bの温度を第1恒温器80aの温度より高く設定してもよい。さらに、3以上の恒温器を設ける場合には、上流側より下流側の恒温器の温度を高く設定してもよい。
<回収部>
第2流路の終端には回収部90を設けてもよい。回収部90において冷却して、生成されたポリマーを回収できる。
第2流路の終端には回収部90を設けてもよい。回収部90において冷却して、生成されたポリマーを回収できる。
実施の形態1に係るポリマー製造装置によれば、一定濃度に制御された配位子/触媒の第一溶液を送液する第1流路を分割して、モノマー溶液を含む第二溶液を送液する第2流路20に逐次的に供給することができる。これによって、生成する副生成物も微粒状態で送液され、流路の閉塞を抑制できる。また、得たいポリマーの分子量から、供給すべき触媒/配位子の総量を評価し、何回に分けて供給するかを算出できる。
<ポリマーの製造方法>
実施の形態1に係るポリマーの製造方法は、以下の各工程を含む。
(1)粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する第1流路を第1-1流路と第1-2流路とに分岐して第1溶液を送液する(第1溶液送液工程)。
(2)モノマー溶液を含む第二溶液を第2流路に連続的に送液する(第2溶液送液工程)。
(3)第1-1流路と第1-2流路とを、第2流路の上流側と下流側とで第2流路に合流させ、第2流路の上流側と下流側とで第一溶液と第二溶液とを混合する(混合工程)。
実施の形態1に係るポリマーの製造方法は、以下の各工程を含む。
(1)粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する第1流路を第1-1流路と第1-2流路とに分岐して第1溶液を送液する(第1溶液送液工程)。
(2)モノマー溶液を含む第二溶液を第2流路に連続的に送液する(第2溶液送液工程)。
(3)第1-1流路と第1-2流路とを、第2流路の上流側と下流側とで第2流路に合流させ、第2流路の上流側と下流側とで第一溶液と第二溶液とを混合する(混合工程)。
以上によって、ポリマーが得られる。
このポリマーの製造方法によれば、一定濃度に制御された配位子/触媒の第一溶液を送液する第1流路を分割して、モノマー溶液を含む第二溶液を送液する第2流路20に逐次的に供給することができる。これによって、生成する副生成物も微粒状態で送液され、流路の閉塞を抑制できる。
(実施例1~3及び比較例について)
以下に発明者らが行った実施例及び比較例について説明する。
以下に発明者らが行った実施例及び比較例について説明する。
[評価について]
ポリマーの収率が80%以上の場合をA(極めて良好)、60%以上の場合をB(良好)、60%未満の場合をC(不適)とした。
ポリマーの収率が80%以上の場合をA(極めて良好)、60%以上の場合をB(良好)、60%未満の場合をC(不適)とした。
図3は、実施例1~3及び比較例の条件と評価結果とを示す表1である。
(実施例1)
粉末の金属触媒として、ニッケル触媒であるNi(COD)22.65mmolと、配位子として、ビピリジン66mmolと、有機溶媒としてジメチルアセトアミド(DMA)73mlとを第1流路に送液した。供給流量は0.1ml/分とした。
粉末の金属触媒として、ニッケル触媒であるNi(COD)22.65mmolと、配位子として、ビピリジン66mmolと、有機溶媒としてジメチルアセトアミド(DMA)73mlとを第1流路に送液した。供給流量は0.1ml/分とした。
原料のモノマーの溶液としては、ジクロロチオフェン30mmolと、有機溶媒としてジメチルアセトアミド(DMA)73mlとを第2流路に送液した。供給流量は0.2ml/分とした。
また、配位子として、ビピリジン22mmolと有機溶媒としてジメチルアセトアミド(DMA)73mlとを第3流路から送液して第1流路に合流させた。配位子溶液の流量は0.1mmol/分とした。
第1流路の分岐は3つであり、混合器は3つとし、各混合器での温度は、上流側から下流側の順に60℃、70℃、80℃とした。滞留時間は10分で、圧力は0.1MPaとした。
さらに、第1流路における配位子交換された金属触媒の量を検出し、その結果に基づいて第3流路に送液する配位子溶液の送液条件を制御して、配位子交換された金属触媒の量を一定に制御した。
実施例1では、得られたポリマー(ポリチオフェン)の収率は88%であり評価はAであった。
(実施例2)
実施例2は、第1流路における配位子交換された金属触媒の量を検出せず、第3流路を設けなかった点で実施例1と相違する。また、配位子交換された金属触媒の量も制御しなかった点で実施例1と相違する。それ以外は実施例1と同様であった。
実施例2は、第1流路における配位子交換された金属触媒の量を検出せず、第3流路を設けなかった点で実施例1と相違する。また、配位子交換された金属触媒の量も制御しなかった点で実施例1と相違する。それ以外は実施例1と同様であった。
実施例2では、得られたポリマー(ポリチオフェン)の収率は70%であり、評価はBであった。
(実施例3)
実施例3は、第1流路における配位子交換された金属触媒の量を検出せず、第3流路も設けなかった点で実施例1と相違する。また、配位子交換された金属触媒の量も制御しなかった点で実施例1と相違する。さらに、第1流路の分岐は2つであり、混合器は2つとし、各混合器での温度は、上流側から下流側の順に60℃、80℃とした点で実施例1と相違する。それ以外は実施例1と同様であった。
実施例3は、第1流路における配位子交換された金属触媒の量を検出せず、第3流路も設けなかった点で実施例1と相違する。また、配位子交換された金属触媒の量も制御しなかった点で実施例1と相違する。さらに、第1流路の分岐は2つであり、混合器は2つとし、各混合器での温度は、上流側から下流側の順に60℃、80℃とした点で実施例1と相違する。それ以外は実施例1と同様であった。
実施例3では、得られたポリマー(ポリチオフェン)の収率は62%であり、評価はBであった。
(比較例)
比較例は、第1流路における配位子交換された金属触媒の量を検出せず、第3流路も設けなかった点で実施例1と相違する。また、配位子交換された金属触媒の量も制御しなかった点で実施例1と相違する。さらに、第1流路を分岐させず、混合器も1つであり、混合器の温度を80℃とした点で実施例1と相違する。それ以外は実施例1と同様であった。
比較例は、第1流路における配位子交換された金属触媒の量を検出せず、第3流路も設けなかった点で実施例1と相違する。また、配位子交換された金属触媒の量も制御しなかった点で実施例1と相違する。さらに、第1流路を分岐させず、混合器も1つであり、混合器の温度を80℃とした点で実施例1と相違する。それ以外は実施例1と同様であった。
比較例では、得られたポリマー(ポリチオフェン)の収率は2%であり、評価はCであった。
2 触媒供給部
4 原料供給部
6 配位子供給部
10 第1流路
10a 第1-1流路
10b 第1-2流路
20 第2流路
30 混合部
30a 第1混合器
30b 第2混合器
40 ポリマー製造装置
50 第3流路
52 配位子混合器
60 検出部
70 制御部
80a 第1恒温器
80b 第2恒温器
90 回収部
4 原料供給部
6 配位子供給部
10 第1流路
10a 第1-1流路
10b 第1-2流路
20 第2流路
30 混合部
30a 第1混合器
30b 第2混合器
40 ポリマー製造装置
50 第3流路
52 配位子混合器
60 検出部
70 制御部
80a 第1恒温器
80b 第2恒温器
90 回収部
Claims (10)
- 粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する第1流路と、
モノマー溶液を含む第二溶液を連続的に送液する第2流路と、
前記第一溶液と前記第二溶液とを混合する混合部と、
を備え、
前記第1流路は、前記第一溶液を分けて送液する第1-1流路と第1-2流路とに分岐され、前記第1-1流路は、前記第2流路の第1位置で前記第2流路に合流し、前記第1-2流路は、前記第2流路の前記第1位置よりも下流側の第2位置で前記第2流路に合流し、
前記混合部は、前記第1位置に設けられ、前記第一溶液と前記第二溶液とを混合する第1混合器と、前記第2位置に設けられ、前記第一溶液と前記第二溶液とを混合する第2混合器と、を有する、
ポリマー製造装置。 - 前記第1混合器の下流側の前記第2流路の内径と、前記第2混合器に合流する直前の前記第2流路の内径とが同一である、
請求項1に記載のポリマー製造装置。 - 前記第2混合器の下流側の前記第2流路の内径は、前記第1混合器の下流側の前記第2流路の内径より大きい、請求項1又は2に記載のポリマー製造装置。
- 前記第1混合器の温度を制御する第1恒温器と、前記第2混合器の温度を制御する第2恒温器と、をさらに備え、
前記第1恒温器と前記第2恒温器とによって、前記第2混合器の温度を前記第1混合器の温度より高く制御する、請求項1又は2に記載のポリマー制御装置。 - 前記第1-1流路の流路長と前記第1-2流路の流路長とが同一である、請求項1又は2に記載のポリマー製造装置。
- 前記第1-2流路の内径は、前記第1-1流路の内径より大きい、請求項1又は2に記載のポリマー製造装置。
- 配位子を含む第三溶液を送液し、前記第1流路の前記第1-1流路に分岐するより上流側で前記第三溶液を前記第1流路に合流させる第3流路をさらに備える、
請求項1又は2に記載のポリマー製造装置。 - 前記第1流路と前記第3流路との合流箇所より下流側であって、前記第1-1流路と第1-2流路との分岐の上流側に、前記第一溶液と前記第三溶液との混合溶液中の配位子交換された前記金属触媒の量を検出する検出部をさらに備える、
請求項7に記載のポリマー製造装置。 - 前記検出部で検出された結果に基づき、前記第3流路から前記第1流路に送液する前記第三溶液の送液条件を制御する制御部をさらに備える、
請求項8に記載のポリマー製造装置。 - 粉末状の金属触媒と配位子とを含む第一溶液を送液する第1流路を第1-1流路と第1-2流路とに分岐して前記第1溶液を送液する工程と、
モノマー溶液を含む第二溶液を第2流路に連続的に送液する工程と、
前記第1-1流路を前記第2流路の第1位置で合流させ、前記第1位置で前記第一溶液と前記第二溶液を混合し、前記第1-2流路を前記第2流路の前記第1位置よりも下流側の第2位置で合流させ、前記第2位置で前記第一溶液と前記第二溶液を混合する工程と、
を含む、ポリマーの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024-107387 | 2024-07-03 | ||
| JP2024107387 | 2024-07-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2026009594A1 true WO2026009594A1 (ja) | 2026-01-08 |
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ID=98318483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/018572 Pending WO2026009594A1 (ja) | 2024-07-03 | 2025-05-22 | ポリマー製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2026009594A1 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001513102A (ja) * | 1997-02-27 | 2001-08-28 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | テレフタル酸の製造 |
| US20160264924A1 (en) * | 2011-12-23 | 2016-09-15 | Gigagen, Inc. | Methods And Apparatuses For Droplet Mixing |
| CN112409513A (zh) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 中国科学院化学研究所 | 微反应器制备乙烯聚合物的方法和微反应器 |
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-
2025
- 2025-05-22 WO PCT/JP2025/018572 patent/WO2026009594A1/ja active Pending
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