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第1級アルコールからの不均一系触媒的脱水素反応の制御と有機合成法への活用

Research Project

Project/Area Number 18J23126
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemical pharmacy
Research InstitutionGifu Pharmaceutical University

Principal Investigator

高倉 稜弥  岐阜薬科大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords減圧排気 / 酸化的官能基変換 / 不均一系触媒 / 重水素化 / クネフェナーゲル反応 / 酸素酸化 / 減圧反応条件 / ラクトン
Outline of Annual Research Achievements

当研究室では、活性炭担持型遷移金属を用いた第1級ならびに第2級アルコールの脱水素酸化反応を開発している。これらの反応では、進行に伴い水素ガスが副生し、逆反応が併発し、反応効率低下の一因となる。私は、真空ポンプなどを使って反応容器内を穏やかな減圧状態に保ち水素を排出する「減圧排気条件」や、分子状酸素を水素のスカベンジャーとして使用する「酸素酸化条件」の2つの制御法を駆使して、新しい有機合成反応の開発を目指している。
ベンジルアルキルエーテルは、基質の入手容易性に加えて、反応性の高いベンジル位でのC-H結合活性化反応によって様々な化合物に変換できるため合成中間体としても有用である。私は、Pd/Cと分子状酸素によるベンジル位C-H結合活性化を介したベンジルアルキルエーテル類の酸素酸化的官能基変換法を確立した。この反応は基質選択的に反応が進行し、第1級ベンジルエーテルからはヒドロキシエステル誘導体が、第2級ベンジルエーテルから環状ケタールが生成する。昨年度はこの研究結果をまとめ、国際学術誌に論文投稿し受理された。
また、重水素標識化研究にも並行して取り組んでいる。私は、Pt/CとRu/Cを触媒として2-PrOHと重水の混合溶媒中、加熱攪拌するのみで、四級アンモニウム塩の多重重水素化が進行することを見出した。安価な重水素源である重水を用いており、不均一系触媒であるPt/CとRu/Cは容易に回収できるため、コストならびに環境負荷低減型の反応として有用である。
不均一系遷移金属触媒を用いた重水素標識化法に加えて、有機分子触媒的重水素化法も開発した。すなわち、ヒドロキノンとベンゾキノンを有機共触媒とすることで(重)水中でクネフェナーゲル反応が進行することを見出し、WA 30触媒的アルデヒドα位の重水素化に続くクネフェナーゲル反応により、対応するα,β-不飽和ニトリルが得られることを明らかとした。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Palladium on Carbon-Catalyzed Oxidative Transformation of Benzylic Ethers2021

    • Author(s)
      Ryoya Takakura, Shoko Kuwata, Kouki Nakano, Naoki Yasukawa, Hironao Sajiki, Yoshinari Sawama
    • Journal Title

      HETEROCYCLES

      Volume: in press Issue: 1 Pages: 494-494

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)25

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hydroquinone and benzoquinone-catalyzed aqueous Knoevenagel condensation2020

    • Author(s)
      Takakura Ryoya、Koyama Kaho、Kuwata Marina、Yamada Tsuyoshi、Sajiki Hironao、Sawama Yoshinari
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 18 Issue: 34 Pages: 6594-6597

    • DOI

      10.1039/d0ob01397h

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Platinum-on-Carbon-Catalyzed Aqueous Oxidative Lactonization of Diols by Using Molecular Oxygen2019

    • Author(s)
      Ryoya Takakura, Kazuho Ban, Hironao Sajiki, Yoshinari Sawama
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 30 Issue: 16 Pages: 1919-1923

    • DOI

      10.1055/s-0037-1611917

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Organocatalytic Nitroaldol Reaction Associated with Deuterium-Labeling2017

    • Author(s)
      Yamada Tsuyoshi、Kuwata Marina、Takakura Ryoya、Monguchi Yasunari、Sajiki Hironao、Sawama Yoshinari
    • Journal Title

      Advanced Synthesis & Catalysis

      Volume: 360 Issue: 4 Pages: 637-641

    • DOI

      10.1002/adsc.201701224

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Pt/C-catalyzed oxidative annulation of diols to lactones2019

    • Author(s)
      Ryoya Takakura, Kazuho Ban, Hironao Sajiki, Yoshinari Sawama
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Process Chemistry
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Platinum on carbon-catalyzed aqueous oxidative lactonization of diols using molecular oxygen2019

    • Author(s)
      Ryoya Takakura, Kazuho Ban, Hironao Sajiki, Yoshinari Sawama
    • Organizer
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stability Studies of Deuterated Compounds2019

    • Author(s)
      Ryoya Takakura, Kazuhiro Akutsu, Tsuyoshi Yamada, Yoshinari Sawama, Hironao Sajiki
    • Organizer
      J-PARC Symposium 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ジオール類のPt/C触媒的酸素酸化反応を利用したラクトン合成2019

    • Author(s)
      高倉稜弥、 阪一穂、 澤間善成、 佐治木弘尚
    • Organizer
      日本薬学会 第139年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 減圧下Pt/C触媒的脱水素反応を基盤としたジオールからラクトンへの変換反応2018

    • Author(s)
      高倉稜弥、 阪一穂、 澤間善成、 佐治木弘尚
    • Organizer
      日本プロセス化学会2018サマーシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 減圧条件下水中で進行するジオールのPt/C触媒的脱水素型ラクトン合成2018

    • Author(s)
      高倉稜弥、 阪一穂、 澤間善成、 佐治木弘尚
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 第1級アルコールの不均一系触媒的脱水素酸化反応における減圧効果2018

    • Author(s)
      高倉稜弥、 阪一穂、 澤間善成、 佐治木弘尚
    • Organizer
      第44回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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