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アミン、アミド等のへテロ原子化合物や炭化水素等の不活性基質のP-450酵素型の触媒的酸化変換反応とそれに基づく生合成型骨格構築法を開拓し、精密有機合成への展開を目的として研究を行った。低原子価金属錯体触媒と過酸化物によるP-450酵素型酸化反応の一般性と適用範囲の検討を行い、ルテニウムやオスミウム触媒存在下、種々の芳香族第3アミン、環状アミドをアルキルヒドロペルオキシドおよび過酢酸で酸化することにより窒素のα位に選択的にアルキルジオキシ基およびカルボニル基が導入できることを明らかにし、これらの反応に基づき、含窒素化合物の窒素のα位に炭素官能基を導入する新手法の開拓に成功した。
さらに本触媒系を含酸素化合物の触媒的酸化に適用したところ、低原子価アルコールは過酢酸を酸化剤にすることにより、温和な室温の条件下に効率よく相当するカルボニル化合物に変換されることがわかった。
上記の研究過程から見いだされた分子状酸素とアルデヒド存在下、低原子価遷移金属錯体からオキソ金属活性種を発生させる手法を用い、炭化水素の酸素酸化反応について実用的な観点から触媒効率や選択性の検討を行った。その結果、シクロヘキサンからシクロヘキサノンへの変換が、フッ素置換フェニル基を有するルテニウムポルフィリン錯体や銅-クラウンエーテルを触媒に用いた場合に、1気圧の酸素雰囲気下、極めて高い選択性と触媒効率で行えることが明らかになった。
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