2018 Fiscal Year Research-status Report
Transfer Hydration and Dehydration
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17K05859
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中 寛史 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助教 (70431517)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 水和反応 / ニトリル / アミド / シアノヒドリン / ヒドロキシアミド / 触媒 / パラジウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ニトリルと一級カルボン酸アミドは，有用な合成中間体や生体分子に見られ，水和反応と脱水反応によって相互変換が可能である．しかしいずれの反応においても，古典的な手法では過酷な反応条件もしくは反応性の高い試薬を利用する必要があるため，しばしば副反応による収率の低下を伴う．我々は，ニトリルとアミド間で形式的な水分子の移動が起こる反応を水移動型反応と捉え，水分子供与体と水分子受容体を合理的に設計することで，それぞれ効率的な水和および脱水反応を構築できると考えた．以上の考えにもとづき本研究では，触媒と水分子供与体/受容体の両方からなる共同的な水移動型水和-脱水触媒システムを構築することを目的とし，当該年度はシアノヒドリンの水和反応を開発した．
シアノヒドリン (アルファヒドロキシニトリル) の水和は医薬品や高分子原料であるヒドロキシアミドを与える重要な反応である．金属触媒を用いたシアノヒドリンの水和反応は原理的に優れた手法であるが，シアノヒドリンの分解によって生じたシアン化水素が金属触媒を失活させるため，熱安定性の低いシアノヒドリンの水和は困難であった．
アセトンシアノヒドリンの水和をモデル反応として検討した結果，硝酸パラジウム存在下，アセトンシアノヒドリンと脂肪族アミド (水供与体) を酢酸中，50 °C, 10 分加熱攪拌するだけで，対応するヒドロキシアミドが収率よく得られることを明らかにした．この反応は，従来法では水和が困難なビスアリールヒドロキシニトリルからも対応するヒドロキシアミドを収率よく与えた．さらに18O で同位体標識したアセトアミドを用いた実験や，速度論実験の結果から，この反応では文字通りアミドに含まれる “水” 部分が基質のニトリルへと移動すること，単核と二核の Pd 種が反応に関与することを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
水和反応に関しては当初の予定以上の研究の進捗が見られた．その一方で脱水反応に関しては官能基選択性の改善に時間を要しているが，アミノ酸やペプチド誘導体の直接脱水に関しては概ね研究目標を達成できている．以上の理由から研究は順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
計画の大きな変更は伴わない．水和反応に関してはシアノヒドリン以外の重要な基質について検討を進める．脱水反応については触媒活性と選択性の改良が主な課題として浮かび上がったため，触媒の再検討を踏まえつつ基質の適用範囲の拡大を目指す．
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Research Products
(20 results)
