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2012 Fiscal Year Annual Research Report

ポルフィリンの特性を活かした分子触媒の設計と水和反応への応用

Research Project

Project/Area Number 23750109
Research InstitutionNagoya University

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)

Keywords錯体・有機金属触媒 / 反応有機化学 / 水和反応 / ポルフィリン / 分子触媒
Research Abstract

アルキンの水和反応はカルボニル化合物を合成する有効な手法の一つである.この反応は古くから主に水銀触媒を用いた研究・実用化がなされた.水銀に由来する毒性が問題となって以降,様々な代替触媒が模索されたが,しばしば酸性条件を必要とするため適用できるアルキンの基質が限られていた.
そこで本研究ではポルフィリンの特性を活かした分子触媒を設計による官能基選択性の高いアルキンの水和反応の開発を目的とした.その結果,水溶性のコバルトポルフィリン錯体がほぼ中性条件下から微酸性条件下で末端アルキンの水和反応を進行させることを見出した.ハロゲンやニトリル,エステル,アミド,ニトロ基など有機合成に用いられる基本的な官能基は本反応で損なわれない.さらに,本反応では強酸の添加が必要無いことから,従来の手法では適用が困難なグリコシド結合やシリルエーテル,トリチルエーテルなどの官能基の共存が可能であった.以上の結果は医薬品や機能性物質などの有用物質を精密に合成する上で本反応が有効な手法となりうることを期待させる.
またNMR や ESR, UV-vis, ESI-MS などのスペクトルや単結晶X線結晶構造解析を用いた解析により触媒前駆体の構造を明らかにした.さらに速度論的およびDFT計算により触媒反応の機構に関して幾つかの知見を得た.

  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Hydration of Terminal Alkynes Catalyzed by Water-Soluble Cobalt Porphyrin Complexes2013

    • Author(s)
      Tadashi Tachinami, Takuho Nishimura, Richiro Ushimaru, Ryoji Noyori, and Hiroshi Naka,
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 135 Pages: 50-53

    • DOI

      10.1021/ja310282t

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Hydration of Terminal Alkynes to Methyl Ketones Catalyzed by Water-Soluble Cobalt(III) Porphyrin Complexes2013

    • Author(s)
      Hiroshi Naka, Takuho Nishimura, Tadashi Tachinami, Richiro Ushimaru, Ryoji Noyori
    • Organizer
      10th Congress on Catalysis Applied to Fine Chemicals
    • Place of Presentation
      Turku, Finland
    • Year and Date
      20130616-20130619
  • [Presentation] 水溶性コバルト(III)ポルフィリン触媒による末端アルキンの水和反応2013

    • Author(s)
      西村 拓歩・立浪 忠志・牛丸 理一郎・野依 良治・中 寛史
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学,滋賀
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] コバルト(III)ポルフィリン錯体による末端アルキンの触媒的活性化2013

    • Author(s)
      牛丸 理一郎・野依 良治・中 寛史
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学,滋賀
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] DFT Studies on Cobalt-Catalyzed Addition of Methanol to Terminal Alkynes: Alkynophilic Cobalt(III) Porphyrin Complexes2012

    • Author(s)
      Richrio Ushimaru, Ryoji Noyori, and Hiroshi Naka
    • Organizer
      The 2nd International Conference on MEXT Project of Integrated Research on Chemical Synthesis
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      20121210-20121211
  • [Presentation] Cobalt-catalyzed Markovnikov Functionalization of Terminal Alkynes2012

    • Author(s)
      Hiroshi Naka, Tadashi Tachinami, Richiro Ushimaru, Takuho Nishimura, Ryoji Noyori
    • Organizer
      International Conference “Catalysis in Organic Synthesis” (ICCOS-2012)
    • Place of Presentation
      Moscow, Russia
    • Year and Date
      20120915-20120920
  • [Presentation] Chemoselective Hydration of Terminal Alkynes Catalyzed by Cobalt(III) porphyrin Complex2012

    • Author(s)
      Takuho Nishimura, Tadashi Tachinami, Richiro Ushimaru, Ryoji Noyori, Hiroshi Naka
    • Organizer
      International Conference “Catalysis in Organic Synthesis” (ICCOS-2012)
    • Place of Presentation
      Moscow, Russia
    • Year and Date
      20120915-20120920
  • [Presentation] コバルト触媒を用いた末端アルキンの水和反応の反応機構2012

    • Author(s)
      牛丸 理一郎,立浪 忠志,西村 拓歩,野依 良治,中 寛史
    • Organizer
      第3回統合物質シンポジウム「新エネルギーと物質創製」
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20120601-20120602
  • [Remarks] 名古屋大学理学部化学科HP,紹介記事

    • URL

      http://www3.chem.nagoya-u.ac.jp/wordpress/?p=6642

  • [Remarks] 野依研究室HP,紹介記事(論文:ほぼ中性条件下でのアルキン水和反応)

    • URL

      http://noy.chem.nagoya-u.ac.jp/noy_j/Top/entori/2012/12/19_lun_wenhobo_zhong_xing_tiao_jian_xiadenoarukin_shui_he_fan_ying.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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