| 研究領域 | 反応集積化が導く中分子戦略：高次生物機能分子の創製 |
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| 研究課題/領域番号 |
15H05850
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
福山 高英 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60332962)
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| 研究分担者 |
柳 日馨 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80210821)
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| 研究期間 (年度) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| キーワード | マイクロリアクター / 酸修飾シリカゲル / 脱水反応 / 水素化反応 / プリスタン / 反応集積化 / アミノカルボニル化反応 / ジエン合成 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では活性種共同型反応プロセスの集積化方の開発に焦点を当てている。触媒充填型のフローマイクロリアクターを用いたプリスタン合成を行った。スルホン酸修飾シリカゲルを充填したカラムリアクターを用い、アリルアルコールの脱水反応を検討した結果、滞留時間30秒で効率良く脱水反応が進行し、プリスタン前駆体が得られることを見出した。本反応では、溶媒としてTHF／水の混合溶媒が有効であることを明らかとした。さらに、パラジウム炭素を充填したカラムリアクターを用い、フロー水素化反応を検討した結果、滞留時間３秒で水素化反応が進行しプリスタンを効率良く得ることに成功した。また、上記スルホン酸修飾シリカゲルを用いたカルボン酸類のエステル化反応が良好に進行し、高収率かつ簡便にエステルを得ることができた。本手法では反応後に塩基による中和操作を必要としないことからグリーンケミストリーの観点からも興味深い。一方で、多環芳香族化合物合成の集積化を行うことを目的とし、新規カルボニル化の開発についても検討を開始した。光照射条件下に、芳香族ヨウ素化物をアミン存在下一酸化炭素と反応させるとラジカル的にアミノカルボニル化が進行しアミドが効率良く得られることを見出した。本反応はPd触媒を用いないアミノカルボニル化の最初の例である。さらにこれまでに見出しているアリル臭素化物とアセチレンを用いたジエン合成のフロー型反応への適応を行ったところ、中程度ではあるが目的の反応が進行するという知見を得ている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
複数の反応活性種が協同して働く活性種協同型反応プロセスの高次集積化を行い、生物機能中分子など高機能性化合物の迅速合成に資する新たな方法論を開拓することを目的としている。触媒充填型マイクロリアクターを用い固体酸触媒による脱水反応、パラジウム触媒による水素化反応が効率良く進行することを見出しており、これらの反応集積が天然物であるプリスタン合成に有効であることを示すものである。また、新規ラジカルカルボニル化についても新たな知見を得ることができ、今後フロー系への応用、Pd触媒によるカップリング反応、ロジウム触媒による分子内環化反応と集積化させることにより多環芳香族化合物の集積型合成への発展が期待される。集積型ジエン合成においても第一段階であるアセチレンのブロモアリル化が中程度ではあるが進行することを確認しており、Pd触媒を用いたカップリング反応やブチルリチウムによるリチオ化と続く求電子材との反応による臭化ビニル部位の官能基化反応との集積化が期待できる。次年度では、これまでに得られた知見をもとに本格的な反応集積化に移行する予定であるが、本年度に得られた研究の達成度は十分に満足のいくレベルであり、次年度に向けて本研究は順調に推移しているものと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究では活性種共同型反応プロセスの集積化法の開発に焦点をあてるが、これまでに有望な結果が得られているプリスタンのワンフロー合成に取り組む。固体酸触媒による脱水反応、パラジウム触媒による水素化反応のそれぞれの段階で効率良く反応が進行することを見出しているがワンフロー合成へと適用する場合には溶媒系、基質の流速を統一する必要が有る。これまでに溶媒系の統一は行っているが、水素化反応における流速は脱水反応における流速と比較し遅く、流速をあげると圧力損失が大きくなるという問題点が明らかとなっている。平成２８年度は様々な粒径のパラジウム炭素を検討し、圧力損失が生じない効率的反応系の開発を行い、プリスタンのワンフロー合成を達成するものとする。
集積型ジエン合成においては、アリル臭素化物とアレンおよびアルキリデンシクロプロパンとの反応へと展開し、ビニル置換ジエンの効率的フロー合成法の開発に取り組むとともに、続く臭化ビニル部位の連続的官能基化に取り組む。さらにフロー系での光カルボニル化反応によるカルボン酸誘導体合成の開発に着手する。得られる生成物をパラジウム触媒によるカップリング反応、ロジム触媒による分子内、および分子間環化反応と組み合わせることで、多環芳香族化合物の集積型合成の基盤を作る。
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