触媒的二酸化炭素固定反応の開発

• Project/Area Number: 12771348
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Chemical pharmacy
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 本澤 忍 東北大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (90311547)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2001: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2000: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 二酸化炭素 / 炭素-炭素形成反応 / 塩化アルミニウム / 芳香族炭化水素 / ルイス酸 / ヘリセン / 芳香族アミン化合物 / オリゴマー / 安息香酸

Research Abstract

二酸化炭素をC1ユニットとして利用する炭素-炭素形成反応は、有機合成化学において魅力ある方法論の一つである。私は芳香族炭化水素をルイス酸存在下で二酸化炭素と作用させ、安息香酸誘導体を得る反応を検討した。一般に従来のこの型のカルボキシル化反応では、二酸化炭素を加圧することが必要であったが、私は常圧の二酸化炭素を用いたカルボキシル化反応の研究を行なった。塩化アルミニウム、金属アルミニウム粉と水の共存下、反応温度40℃で常圧の二酸化炭素をm-キシレンに12時間作用させると、2,4-ジメチル安息香酸が収率70%で得られた。塩化アルミニウムを単独で用いた時に比べ、この3成分試薬系では収率の向上が見られた。液体の芳香族炭化水素は溶媒量用い、固体の基質はクロロベンゼンを溶媒として用いることができる。このカルボキシル化反応は他の種々のアルキル置換ベンゼン類に適用可能である。
次に、カルボキシル化反応の活性をさらにあげるために、新しい金属配位子を開発することとした。当研究室では、ラセン状にねじれた芳香族多環化合物であるヘリセン、1, 12-dimethylbenzophenanthreneの化学的研究を行なっている。私はヘリセンを基本骨格としたアミン化合物を開発することにした。ヘリセンアミン化合物とヘリセンアルデヒド化合物を用いた還元的アミノ化を用いて、鎖状および環状アミンオリゴマーの合成に成功した。今後この配位子を用いた触媒的二酸化炭素固定反応を検討する。