(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学反応により化合物を合成する自動合成機において、
反応容器を着脱可能とする収納部を有する反応ブロックと、
反応容器内の内容物を排出する排出容器と、
前記反応ブロックと排出容器とで形成される密閉空間内の圧力を調整する圧力調整手段を備え、
前記反応容器は、一端を当該反応容器内に通し、他端を前記底部よりも下方位置で排出容器側に開放し、前記両端部分の間に両端の位置よりも高い部分を有し、当該反応容器の内部と外部とを連通する導出管を備え、
前記圧力調整手段は、ガス供給源から密閉空間内にガスを導入して加圧して圧力を高め、当該加圧によって反応容器からの内容物の排出を抑制する自動合成機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化合物の合成を行う自動合成機に関し、特に反応容器からの内容物の漏れ防止を行う機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製薬、ライフサイエンス、化学、材料等の研究分野では化合物を自動合成する自動合成機が知られている。複数の化合物の同時合成を行う自動合成機も知られており、複数の化合物を試験的に同時合成し、合成した化合物を用いて合成物の特性や合成条件等の測定を行う場合がある。
【０００３】
従来の合成器は、同時合成のために複数の反応室を備えており、個々の反応室は集合して一体となり、反応容器を形成している。この反応容器は、反応室を外部雰囲気から遮断し、かつ、ろ過ができる機能を備えている。
【０００４】
さらに、ヒータや冷却装置で温度制御された部品を押し付けることにより、反応室を所望の温度に制御できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の合成機の反応部は、複数の反応室が一つの反応容器に一体に形成された構成であるため、個々の反応室を切り離すことができず、反応室に一つでも破損や汚染が発生した場合には、反応容器全体をブロックごと交換しなければならず、反応容器にむだが発生するという問題点がある。そこで、本出願人は、反応容器と、反応容器を着脱可能とする収納部を有する反応ブロックとを備え、反応ブロックによって収納部内に収納した反応容器の反応条件の制御を行うことによって、反応容器の交換時のむだを減少させる構成を出願している（特願平９−２６６５０７号）。
上記構成において反応容器を加熱した場合、反応容器内の内容物が温度膨張あるいは気化によって反応容器から漏れ出す場合がある。通常、反応容器の排出側は生成物を排出するために大気側に開放されるのに対して、反応容器の注入側はガスの注入等のために反応時には密閉状態としている。そのため、反応容器から膨出した内容物は排出側に漏れ出すことになる。
【０００６】
図１０は内容物の漏出を説明するための図である。図１０において、合成機は反応ブロック５と排出容器８とを備え、反応容器３は反応ブロック５の収納部内に収納される。反応容器３は反応室３１を備える。反応室３１内の内容物が温度膨張したり気化すると、内容物は導出管３２を通って排出容器８内の空間９に漏出される。内容物が粘性が高い液体である場合には、いったん漏出が始まると反応室３１から内容物が排出し終わるまで漏出が続くことになる。
【０００７】
そこで、本発明は前記した問題点を解決し、反応容器内の内容物の排出を制御することを目的とし、特に反応室からの内容物の漏出を防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動合成機は、反応ブロックの排出側の圧力を調整することによって、反応容器内外の圧力差を調整し、これによって反応容器内の内容物の排出の制御を行う。特に、反応ブロックの排出側の圧力を高めて、反応容器の外側の圧力を反応容器内部の圧力より高めることによって、反応容器からの容物の漏出を防止するものである。
【０００９】
本発明は、化学反応により化合物を合成する自動合成機において、反応容器を着脱可能とする収納部を有する反応ブロックと、反応容器内の内容物を排出する排出容器と、反応ブロックと排出容器とで形成される密閉空間内の圧力を調整する圧力調整手段を備え、前記反応容器は、一端を当該反応容器内に通し、他端を前記底部よりも下方位置で排出容器側に開放し、前記両端部分の間に両端の位置よりも高い部分を有し、当該反応容器の内部と外部とを連通する導出管を備え、圧力調整手段は、ガス供給源から密閉空間内にガスを導入して加圧して圧力を高め、この加圧によって反応容器からの内容物の排出を抑制する。
【００１０】
反応ブロックと排出容器とを密着させて接合させることにより、排出容器内部は反応ブロックで密閉され密閉空間が形成される。圧力調整手段は、密閉空間内の圧力を調整することによって反応容器内外に圧力差を形成し、反応容器内の内容物の排出制御を行う。反応容器内より反応容器外の圧力を高めた場合には、反応容器内から内容物が流れでることを防止することができる。また、反応容器内より反応容器外の圧力を低めた場合には、反応容器内からの内容物の排出を促進することができる。
【００１１】
本発明の圧力調整手段として加圧手段を適用した形態をとることができる。加圧手段により反応容器内を加圧することによって反応容器内の内容物の排出制御を行う構成とし、これによって、反応室からの内容物の漏出を防止することができる。なお、このとき反応容器の注入側は上蓋やシール材等によって密閉状態にあり、反応容器内の内容物が注入側から漏出することはない。
【００１２】
加圧手段の実施の一形態は反応容器内へのガス供給による形態とすることができる。密閉空間内にガスを供給することによって内部圧力を高め、該密閉空間と連通する反応ブロックの排出側及び反応容器の排出側の圧力を反応容器の内部の圧力より高くする。この圧力差によって、反応容器内の内容物が排出容器側に漏出することを防止する。
【００１３】
本発明のガス供給による加圧手段の第１の形態は、排出容器の空間内にガスを供給する流路を反応ブロック側に備えるものである。ガス供給源から該流路を通して排出容器の空間内にガスを導入し、導入したガスによって排出容器内の圧力を高める。
【００１４】
図１，２は第１の形態の加圧手段を備える自動合成機の一構成を説明するための斜視図及び断面図である。図１，２において、自動合成機１は反応ブロック５と排出容器８とを備え、反応容器３は反応ブロック５の収納部内に収納される。反応容器３を収納した後、反応ブロック５は上蓋７，及びシール材６によって密閉される。
【００１５】
反応ブロック５と排出容器８とを密着させて接合させることによって、排出容器８内の空間９は密閉された空間となる。反応ブロック５は外部と排出容器８内の空間９とを連通する流路１０を備える。外部に設けた図示しないガス供給源から流路１０を通してガスを排出容器８の空間９内に導入する。空間９は密閉状態にあるため、ガス導入によって内部の圧力は反応容器３側の圧力より高まり、反応容器３内の内容物が導出管３２を通して排出容器８側に漏出することを防止する。なお、このとき反応容器３の注入側は上蓋７，及びシール材６等によって密閉状態にあり、反応容器３内の内容物が注入側から漏出することはない。
【００１６】
本発明のガス供給による加圧手段の第２の形態は、排出容器の空間内にガスを供給する流路を排出容器側に備えるものである。加圧手段の第１の形態と同様に、ガス供給源から流路を通して排出容器の空間内にガスを導入し、導入したガスによって排出容器内の圧力を高める。
【００１７】
図３は第２の形態の加圧手段を備える自動合成機の一構成を説明するための斜視図である。図３において、自動合成機１は、流路の構成を除いて図１の構成とほぼ同様の構成を備える。流路１０は排出容器９側に形成され、該流路１０を通して外部と排出容器８内の空間９とを連通し、外部に設けた図示しないガス供給源から流路１０を通してガスを排出容器８の空間９内に導入する。排出容器８内に導入したガスは、第１の形態と同様の作用によって反応容器３内の内容物が導出管３２を通して排出容器８側に漏出することを防止する。
【００２２】
前記各形態において、供給するガスは反応容器での化学反応に影響を与えないガス種とし、一般的には不活性ガスである窒素ガスやアルゴンガスを用いることができる。
本発明の加圧手段を用いた実施の態様によれば、反応容器内の内容物の排出を制御することができ、特に反応室からの内容物の漏出を防止することができる。
【００２３】
また、本発明の加圧手段を用いた実施の態様によれば、反応ブロックあるいは排出容器を流路とする構成であるため、自動合成機の他の機構の動作に影響を与えることなく内容物の漏出防止を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。図４は本発明の自動合成機の概略を説明するための一部を切り欠いた斜視図であり、加圧手段の第１，２の形態を示している。なお、以下で説明する各実施の形態では、反応ブロックと共に還流ブロックを備えた構成例について説明する。
【００２５】
図４において、本発明の自動合成機１は反応容器３及び還流容器２を複数個備え、各反応容器３内に試薬や溶媒等の合成に必要な物質を注入し、温度，圧力，振とう，周囲雰囲気等の条件制御下で反応及びろ過を行い、化合物の合成を行う。反応容器３は、合成に必要な物質を注入し化合物の合成を行う反応室３１と、フィルターでろ過したろ過物質を外部に取り出す導出管３２と、導出管３２等の細管のつまりを除くための保守用押しねじを備える（図２参照）。又、還流容器２は、反応容器３内で気化した物質を凝縮させて液化させるための容器であって、反応容器３の上方に取り付けられ、反応容器３内への物質の注入を行うための開口部と、気密性を保持するためのＯリング等のパッキングを備える。なお、反応容器３及び還流容器２はテフロン（登録商標），ポリプロピレン等の合成樹脂で形成することができる。テフロンを用いた場合には化学反応に対する耐性が良く、ポリプロピレンを用いた場合には安価で形成することができ、使い捨てが容易となる。
【００２６】
自動合成機反応部１は還流ブロック４と反応ブロック５を備える。還流ブロック４は、アルミニウム等で形成される伝熱部材を兼ねた還流ブロック本体４１と、還流ブロック本体４１の下面に取り付けられて、熱媒流路４８を保持する熱媒流路押さえ４２とを有している。熱媒流路押さえ４２は断熱材を兼ねることができ、テフロンで形成することができる。
【００２７】
還流ブロック本体４１には複数個の還流容器２を収納する複数の収納部４３が形成され、上面には反応容器３内に試薬や溶媒等の合成に必要な物質を注入するための開口部が形成され、又、熱媒流路押さえ４２には還流容器２のフランジ部分やパッキングを収納する凹部が形成される。又、還流ブロック本体４１内には、熱媒流路４８を収納部４３と交差しないよう配置する。熱媒流路４８中に熱媒を流すことによって、還流ブロック本体４１を伝熱部材として、収納部４３内に収納した還流容器２の温度制御を行う。例えば、熱媒の温度が０℃であれば、熱媒流路４８と接触している還流ブロック本体４１を介して還流容器２も熱媒に近い温度に冷却される。
【００２８】
還流ブロック本体４１に対する還流容器２の脱着は、熱媒流路押さえ４２に形成された開口部を通して行い、還流容器２のフランジ部を還流ブロック本体４１及び熱媒流路押さえ４２ではさみ、図示しない固定具で固定することによって還流容器２の所定位置への固定を行うことができる。
【００２９】
還流ブロック４の上面には、テフロン、フッ素ゴム等で形成されるシール材６をはさんでアルミニウム等で形成される上蓋７が取り付けられる。還流ブロック４の上面とシール材６との間の密着性を高めて外気との遮断を行うために、還流ブロック４の上面に溝４５を形成し、該溝４５内にシール材６に形成した凸部６１を押し込む構成とすることができる。
【００３０】
又、還流ブロック４の上面の収納部４３に隣接してガス用溝４４を形成し、このガス用溝４４を通して反応容器３内に窒素やアルゴン等の不活性ガスを供給し、その圧力によってフィルターを通してろ過させ、反応容器３内の液体成分の排出を行うことができる。なお、上記ガス用溝４４に代えて、シール材６に円筒形のニードルを突き刺し、不活性ガスを供給する構成とすることもできる。この構成によれば、反応容器の内容物を個別にろ過することができる。
【００３１】
又、上蓋７には、還流容器２及び反応容器３に通じる開口部７１が形成され、該開口部７１を通して上記ニードル等をシール材６に貫通させ、反応容器３内に試薬や溶媒等の合成に必要な物質の注入や不活性ガスの供給を行うことができる。
【００３２】
反応ブロック５は、アルミニウム等で形成される伝熱部材を兼ねた反応ブロック本体５１と、反応ブロック本体５１の上面に取り付けられて、熱媒流路５８を保持する熱媒流路押さえ５４と、反応ブロック本体５１の下面に取り付けられて、ヒータ５９を保持するヒータ押さえ５２とを有している。両押さえ５２，５４は断熱材を兼ねることができ、テフロンで形成することができる。
【００３３】
反応ブロック本体５１には複数個の反応容器３を収納する複数の収納部５３が形成され、熱媒流路押さえ５４には反応容器３を挿入し、上端部分を突出させるための開口部が形成され、ヒータ押さえ５２には反応容器３の導出部３２を外部に通すための開口部５５が形成される。反応ブロック本体５１に対する反応容器３の脱着は、熱媒流路押さえ５４に形成された開口部を通して行い、反応容器３の底部をヒータ押さえ５２に当接させることによって反応容器３の位置決めを行うことができる。
【００３４】
又、反応ブロック本体５１内には、熱媒流路５８及びヒータ５９が配置される。熱媒流路５８中に熱媒を流すことによって、反応ブロック本体５１を伝熱部材として収納部５３内に収納した反応容器３を冷却または加熱する。又、ヒータ５９を駆動することによって、反応ブロック本体５１を伝熱部材として収納部５３内に収納した反応容器３を加熱する。
【００３５】
例えば、熱媒の温度が６０℃であれば、熱媒流路５８と接触している反応ブロック本体５１を介して反応容器３も熱媒に近い温度に加熱される。また、ヒータ５９によってさらに高温に加熱することができ、温度制御は図示しない温度センサとコントローラにより行うことができ、定温に保持することもできる。
【００３６】
本発明の自動合成機の反応部は、反応容器を着脱自在とする反応ブロックのみを備え、還流ブロックを省いた構成とすることもできる。
【００３７】
排出容器８は、反応ブロック５の下方に取り付けられる。図６では排出容器８の底面のみを示している。排出容器８は上方の縁部分（図示していない）を反応ブロック５（図６ではヒータ押さえ５２）に当接させて密着させて取り付ける。これによって、排出容器８の空間９は密閉された空間となる。空間９は、通常反応容器３から取り出された内容物を受ける受け部分となる。
【００３８】
本発明の自動合成機は、内容物の漏出を防止する圧力調整手段として加圧手段を備える。
加圧手段の第１の形態は、反応ブロック５側に流路１０を形成する。流路１０は自動合成機１の外部と排出容器８内の空間９とを連通する。流路１０の一端は外部に設けられた加圧手段等の圧力調整手段に接続され、排出容器８内の空間９の圧力を調整する。ガス供給による加圧手段を用いた場合、流路１０を介して空間９内にガスを供給し、空間９の圧力を高める。
【００３９】
反応容器３を加熱した場合、反応容器３内の内容物が温度膨張あるいは気化によって反応容器３内の圧力が高まり、内容物が排出容器８の空間９に漏れ出そうとする。このとき、流路１０を通して空間９内にガスを供給し、空間９内の圧力を反応容器３内の圧力より高める。この圧力差によって、反応容器３内の内容物の空間９への漏出を抑えることができる。
【００４０】
加圧手段の第２の形態は排出容器８側に流路１０を形成するものであり、第１の形態と流路の形成箇所のみ異なり他の構成は共通とすることができる。流路１０は自動合成機１の外部と排出容器８内の空間９とを連通し、第１の形態と同様の作用によって反応容器３内の内容物の空間９への漏出を抑えることができる。なお、第２の形態の詳細は第１の形態と同様であるため省略する。
【００４１】
加圧手段の第１，２の形態において、流路１０はチューブ材あるいは反応ブロックや排出容器に形成した貫通孔により形成することができる。
【００４９】
次に、本発明の自動合成機による合成手順について説明する。収納部５３内に反応容器３を収納した反応ブロック５１と、収納部４３内に還流容器３を収納した還流ブロック４１を用意し、反応ブロック５１の熱媒流路押さえ５４に上面に還流ブロック４を取り付け、さらに、還流ブロック４１の上面にシール材６及び上蓋７を取り付け、固定具で固定を行うことにより自動合成機反応部１の組立を行う。
【００５０】
この組立において、反応容器３内に反応に用いる試薬や溶媒の注入を行う。なお、自動合成機反応部１の組立の後、上蓋７に形成した開口部７１を通してシール材６にニードルを刺し込み、反応容器３内に反応に用いる試薬や溶媒の注入を行うこともできる。
【００５１】
反応ブロック３の熱媒流路５８に熱媒を流したり、ヒータ５９を駆動することによって、反応容器３内の試薬や溶媒を冷却または加熱して、反応条件の温度制御を行う。また、ガス用溝４４から不活性ガスを供給して圧力制御を行ったり、反応ブロック３全体を振とうさせることもできる。
【００５２】
加熱による反応を行わせるとき、溶媒の沸点が試薬の沸点よりも低い場合には、溶媒成分は試薬より先に気化する。気化した溶媒成分は、反応容器３の上方に設置された還流容器２に到達する。このとき、還流ブロック４中の熱媒流路４８に冷媒を流して還流容器２を冷却すると、気化した溶媒成分は冷却されて凝縮し、液体となって反応容器３内に戻される。これによって、溶媒が蒸発して消失することを防止することができる。
【００５３】
この加熱において、反応容器３内の内容物が膨張したり気化するおそれがある場合には、本発明の圧力調節手段の加圧手段によって排出容器８の空間９内の圧力を高め、反応容器３内の内容物の漏出を防ぐ。
【００５４】
反応の後、合成された物質をろ過する場合には、図示しないガス源から不活性ガスを導入し、ガス用溝４４を通して反応容器３内に流通させる。反応容器３の内部は不活性な雰囲気に保たれたまま加圧され、複数の反応容器３内の液体成分をフィルター３５を通して同時に取り出すことができる。化合物は、ろ過物あるいは、ろ過残留物として取り出すことができる。
【００５５】
また、反応容器３から生成物の取り出しは、本発明の圧力調整手段によって排出容器８の空間９内の圧力を反応容器３内の圧力より減圧することによって行うこともできる。
【００５６】
反応容器３の導出管３２の細管に穴づまりが発生した場合には、保守用押しねじ３４を外し、細い棒で導出管３２内を清掃することにより穴づまりを解消することができる。
【００５７】
又、反応容器３や還流容器２の洗浄を行う場合には、図示しない固定具を解除して還流ブロック４と反応ブロック５を分離し、還流ブロック４から還流容器２を取り外し、反応ブロック５から反応容器３を取り外して、各還流容器２及び反応容器３を洗浄することができる。また、還流ブロック４および反応ブロック５自体の洗浄を行うこともできる。洗浄した後、再び還流ブロック４内に還流容器２を挿入し、反応ブロック５内に反応容器３を挿入することによって、自動合成機の反応部を組み立てることができる。
【００５８】
前記洗浄と同様の手順によって、破損あるいは汚染された還流容器あるいは反応容器のみを正常な容器に交換することができる。本発明の圧力調整手段は、反応ブロックあるいは排出容器を流路とする構成であり、自動合成機の他の構成部分と干渉を起こさない構成であるため、他の構成部分に影響することなく洗浄や交換を行うことができる。
【００５９】
なお、反応ブロックにおける流路の形成位置、排出容器における流路の形成位置は任意とすることができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自動合成機によれば、反応容器内の内容物の排出の防止、及び排出の促進等の排出制御を行うことができ、特に加熱による反応室内の内容物の膨張や気化による漏出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の形態の加圧手段を備える自動合成機の一構成を説明するための斜視図である。
【図２】第１の形態の加圧手段を備える自動合成機の一構成を説明するための断面図である。
【図３】第２の形態の加圧手段を備える自動合成機の一構成を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の自動合成機の概略を説明するための一部を切り欠いた斜視図である。
【図５】内容物の漏出を説明するための図である。
【図１】
0004569850.tif 000002
【図２】
0004569850.tif 000003
【図３】
0004569850.tif 000004
【図４】
0004569850.tif 000005
【図５】
0004569850.tif 000006