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イオン液体を活用する水中での高効率触媒反応

研究課題

研究課題/領域番号 20037013
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

小林 修  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50195781)

研究分担者 山下 恭弘  東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (90334341)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2008年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード水 / イオン液体 / 触媒反応 / 環境調和
研究概要

水を溶媒とする有機合成反応は、環境に負荷をかけない有機合成プロセスの開拓において重要な研究課題の一つである。筆者らは、最近シリカゲル固定化スカンジウム触媒とイオン液体を組み合わせることにより、水中で有効に機能する新たな触媒系を見いだしている。そこで、本研究ではイオン液体を反応場として活用する水溶媒中での効率的反応系の構築を指向して研究を行った。
これまでに、筆者らはスカンジウムとキラルビピリジル配位子からなるキラルスカンジウム触媒が、水存在下様々な不斉炭素-炭素結合生成反応に有効に機能することを明らかにしている。ごく最近、親水性物資であるホルムアルデヒドが水のみを溶媒とする反応においても、界面活性剤存在下疎水性物質であるケイ素エノラートと効率的に反応し、対応するヒドロキシメチル化体が高いエナンチオ選択性で得られることを報告した。そこで、本手法をさらに効率化すべく、ケイ素エノラートの合成前駆体であるケトンを直接基質として用いる反応について検討を行ったところ、本触媒系が有機塩基存在下有効に機能し、目的物が良好な収率、選択性で得られることがわかった。本触媒系は、将来的にはイオン液体を反応場とする反応系へも適用できるため、今後検討を継続していく予定である。一方、本研究の途上、キラルビピリジル配位子と銅からなる触媒が、水中での反応においてスカンジウムからなる触媒とは逆の立体選択性を示すことが明らかになった。この興味深い現象について検討を行ったところ、触媒のX線結晶構造解析の結果等から、それぞれの金属に対するビピリジル配位子の配位様式の違いが選択性の逆転につながっている可能性が高いことを明らかにした。これらの研究は水のみを溶媒として用いる不斉炭素-炭素結合生成反応を大きく発展させるものであり、今後のイオン液体を反応場として用いる反応へとつながると考えている。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Chiral Scandium-Catalyzed Enantioselective Hydroxymethylation of Ketones in Water2010

    • 著者名/発表者名
      Shu Kobayashi
    • 雑誌名

      Chemistry-An Asian Journal 52

      ページ: 490-492

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metal-controlled Reversal of Enantioselectivity in Catalyzed Asymmetric Ring-opening Reactions of meso-Epoxides in Water2009

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kokubo
    • 雑誌名

      Chemsitry Letters 38

      ページ: 904-905

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Microchannel Reactors Using Polysilane-Supported Palladium Catalytic Systems in Capillaries2008

    • 著者名/発表者名
      M. Ueno
    • 雑誌名

      Chem. Commun

      ページ: 1647-1649

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gold-platinum Bimetallic Clusters for Aerobic Oxidation of Alcohols Under Ambient Conditions2008

    • 著者名/発表者名
      H. Miyamura
    • 雑誌名

      Chem. Commun

      ページ: 2031-2033

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 金触媒担持マイクロキャピラリーリアクターを用いるアルコールの酸素酸化反応2009

    • 著者名/発表者名
      小林修
    • 学会等名
      日本化学会第89回春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] キャピラリーとキャピラリーへの触媒固定化方法、並びにマイクロリアクターとこれを用いた固相-液相-気相反応方法2008

    • 発明者名
      小林修、上野雅晴、宮村浩之、ナイウェイ ワン、松本努
    • 権利者名
      科学技術振興機構
    • 産業財産権番号
      2008-061923
    • 出願年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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