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新規マイクロカプセル型高分子固定化触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 11555241
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 合成化学
研究機関東京大学

研究代表者

小林 修  東京大学, 大学院・薬学・研究科, 教授 (50195781)

研究分担者 佐用 昇  高砂香料(株), ファイン&アロマケミカル研究所, 副部長(研究職)
山下 恭弘  東京大学, 大学院・薬学・研究科, 助手 (90334341)
眞鍋 敬  東京大学, 大学院・薬学・研究科, 講師 (00251439)
石谷 暖郎  東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (50302617)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
13,900千円 (直接経費: 13,900千円)
2001年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2000年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1999年度: 8,300千円 (直接経費: 8,300千円)
キーワード触媒 / 不斉 / マイクロカプセル / 四酸化オスミウム / ジヒドロキシル化 / パラジウム / アリル化アルキル化 / 鈴木カップリング / マイクロカプセル化OsO_4 / MCOsO_4 / 二相系不斉ジヒドロキシル化反応 / マイクロカプセル化パラジウムトリフェニルホスフィン / アリル位置換反応 / クロスカップリング反応 / アレンルテニウム錯体 / オレフィンの閉環メタセシス / 高分子 / ジオール
研究概要

近年環境問題の深刻化によりあらゆる分野での廃棄物の削減が急務となっている。特に医薬品を含む化学関連産業においては、いかに優れた化成品や反応でも有害廃棄物の排出をともなう場合には使用が困難になりつつある。本研究ではこれまでにこれらの問題の抜本的な解決を目指し、全く新しいタイプの高分子固定化触媒である「マイクロカプセル型高分子固定化触媒」を独自に見いだした。この触媒は容易に回収・再使用可能であり、モノマー触媒に比べて同等あるいは高い活性を示すことを明らかにしている。
本研究においては本触媒の不斉反応への展開・操作性の向上・様々な金属触媒系への適用を検討した。その結果、これまで担体としてABS樹脂を用いることにより「マイクロカプセル化四酸化オスミウム」は不斉ジヒドロキシル化反応に対して有効であることを見いだした。この場合、光学活性アミン存在下、オレフィンのジヒドロキシル化が高い収率及びエナンチオ選択性で進行し、対応するジオールを与える。一方、高分子担体としてフェノキシメトキシメチル基を持つポリスチレンを用いて二相系で不斉ジヒドロキシル化反応を行うと、これまでの均一系不斉ジヒドロキシル化において必要であった基質のslow additionが不要になり、操作性が大幅に向上することを明らかにした。
また、有機合成において非常に頻繁に用いられるパラジウム触媒のマイクロカプセル化を行った。マイクロカプセル化トリフェニルホスフインパラジウム(MC[Pd(PPh_3)])を触媒として用いることにより、アリル位アルキル化反応および鈴木ビニルカップリング反応が高い収率で進行した。反応後に触媒は濾過により回収でき、再使用も可能であった。パラジウム触媒は通常空気中で不安定であるが、本触媒は高分子に固定化されているため空気中でも安定であった。また、NMRによって触媒構造に関する知見を得ることができた。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] S.Kobayashi: "A New Type of Polymer-Supported Lewis Acid Catalyst of Wide Utility in Organic Synthesis"J. Am. Chem. Soc.. 120. 2985-2986 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nagayama: "Microencapsulated Osmium Tetraoxide. A New Recoverable and Reusable Polymer-Supported Osmium Catalyst for Dihydroxylation of Olefins"J. Org. Chem.. 63. 6094-6095 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kobayashi: "Catalytic Asymmetric Dihydroxylation of Olefins Using a Recoverable and Reusable Polymer-Supported Osmium Catalyst"J. Am. Chem. Soc.. 121. 11229-11230 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小林 修: "マイクロカプセル化触媒〜固定化にマイクロカプセル化法を用いる高分子触媒〜"和光純薬時報. 67. 6-9 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kobayashi: "Lanthanide Triflate-Catalyzed Carbon-Carbon Bond-Forming Reactions in Organic Synthesis, in Lanthanides : Chemistry and Use in Organic Synthesis"Springer. 63-118 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kobayashi: "Polymer-Supported Rare Earth Catalysts Used in Organic Synthesis, in Lanthanides : Chemistry and Use in Organic Synthesis"Springer. 285-305 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Akiyama: "Microencapsulated Palladium Catalysts. Allylic Substitution and Suzuki Coupling Using a Recoverable and Reusable Polymer-Supported Palladium Catalyst"Angew. Chem., Int. Ed.. 40. 3496-3471 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kobayashi: "Catalytic Asymmetric Dihydroxylation Using Phenoxyethoxymethyl-polystyrene (PEM)-Based Novel Microencapsulated Osmium Tetroxide (PEM-MC OsO_4)"Org. Lett.. 3. 2649-2652 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kobayashi: "New Methods for High-throughput Synthesis"Pure. Appl. Chem.. 73. 1103-1111 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小林 修: "ライブラリー構築のための有機合成"コンビナトリアルサイエンスの新展開. 111-133 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kobayashi, S. Nagayama: "A Microencapsulated Lewis Acid. A New Type of Polymer-Supported Lewis Acid Catalyst of Wide Utility in Organic Synthesis"J. Am. Chem. Soc.. 120. 2985-2986 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nagayama, M. Endo, S. Kobayashi: "Microencapsulated Osmium Tetraoxide. A New Recoverable and Reusable Polymer-Supported Osmium Catalyst for Dihydroxylation of Olefins"J. Org. Chem.. 63. 6094-6095 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kobayashi, M. Endo, S. Nagayama: "Catalytic Asymmetric ihydroxylation of Olefins Using a Recoverable and Reusable Polymer-Supported Osmium Catalyst"J. Am. Chem. Soc.. 121. 11229-11230 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kobayashi: "Microencapsulated Catalysts〜Polymer catalysts Using Microencapsulation Technique for Immobilization onto Polymers"Wakojunyakujihou. 67(JAPAN ONLY). 6-9 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Akiyama, S. Kobayashi: "Microencapsulated Palladium Catalysts. Allylic Substitution and Suzuki Coupling Using a Recoverable and Reusable Polymer-Supported Palladium Catalyst"Angew. Chem. Int. Ed.. 40. 3469-3471 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kobayashi, T. Ishida, R. Akiyama: "Catalytic Asymmetric Dihydroxylation Using Phenoxyethoxymethyl-polystyrene (PEM)-Based Novel Microencapsulated Osmium Tetroxide (PEM-MC O_SO_4)"Org. Lett.. 3. 2649-2652 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kobayashi, R. Akiyama: "New Methods for High-throughput Synthesis"Pure Appl. Chem.. 73. 1103-1111 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kobayashi, R. Akiyama: "Organic Synthesis for Library Construction"New Development of Combinatorial Science. (JAPAN ONLY). 111-133 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kobayashi: "Springer"Lanthanide Triflate-Catalyzed Carbon-Carbon Bond-Forming Reactions in Organic Synthesis, in Lanthanides : Chemistry and Use in Organic Synthesis. 63-118 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kobayashi: "Springer"Polymer-Supported Rare Earth Catalysts Used in Organic Synthesis, in Lanthanides : Chemistry and Use in Organic Synthesis. 285-305 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Akiyama: "Microencapsulated Palladium Catalysts. Allylic Substitution and Suzuki Coupling Using a Recoverable and Reusable Polymer-Supported Palladium Catalyst"Angew. Chem., Int. Ed.. 40. 3496-3471 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kobayashi: "Catalytic Asymmetric Dihydroxylation Using Phenoxyethoxymethyl-polystyrene (PEM)-Based Novel Microencapsulated Osmium Tetroxide (PEM-MC OsO_4)"Org. Lett.. 3. 2649-2652 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kobayashi: "New Methods for High-throughput Synthesis"Pure. Appl. Chem.. 73. 1103-1111 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nagayama: "A Novel Polymer-Supported Scandium Catalyst Which Shows High Activity in Water"Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.. 39. 567-569 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kobayashi: ""Green" Lewis Acid Catalysis in Organic Synthesis"Pure Appl.Chem.. (in press).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kobayashi: "Remarkable Rate Enhancement of Palladium-Catalyzed Allylic Alkylation in Water Using a Colloidal Dispersion System"Tetrahedron Lett.. 41. 6115-6119 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kobayashi: "Catalytic Asymmetric Dihydroxylation of Olefines Using a Recoverable Polymer-Supported Osmium Catalyst"Journal of American Chemical Society. 121. 11229-11230 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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