完全水系中での遷移金属触媒反応場

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14078223
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 魚住 泰広 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 教授 (90201954)
• キーワード: 水中触媒 / 遷移金属 / 有機合成化学 / 立体選択性

研究概要

我々は水中不均一触媒反応工程開発を視野に、両親媒性高分子(PS-PEG)に担持された錯体触媒を独自に提案、開発し、また本方法論によりPd触媒アリル位置換、カルボニル化、交差カップリング反応等代表的触媒的有機変換反応が完全水系メディア中で円滑に進行することを明らかとしてきた。これらは従来の一般的有機溶媒中、均一系触媒利用反応と異なり、反応工程のaqueous-switching及びheterogeneous-switchingが同時に達成され、Green Chemistry、Risk-Free Process両面からも望ましい結果である。本研究では(1)このPS-PEG担持Pd触媒反応の適用範囲拡大、(2)不斉錯体触媒への適用拡張、(3)PS-PEG分散固定化ナノ金属触媒開発へ焦点を当てた。その結果:典型的atom economic工程、エンイン類の環化異性化反応は世界に先駆けて水中不均一触媒条件下反応遂行に成功した。(2)既に独自開発している高立体選択性不斉配位子MOP、boraxをPS-PEGに固定化、遷移金属錯体形成により固定化不斉錯体触媒とすることで回収・再利用可能な水中機能性錯体触媒とした。また固定化、水中触媒利用を目指し開発したイミダゾインドリン型不斉ホスフィン配位子およびそのPd錯体固定化を実施したところ、高度な立体選択性、触媒活性を示した。(3)独自開発した経路でPS-PEG内でナノ粒子を発生させ、水中機能性高分子分散型ナノPd粒子触媒を開発した。その触媒的利用範囲は広く、特にアルコール類の不均一系水中常圧酸素酸化を達成した。またPS-PEG分散型白金ナノ粒子創製にも成功し,複数金属種によるヘテロバイメタリック・ナノ粒子の創製の基礎知見を得た.

研究成果

• [文献書誌] Uozumi, Yasuhiro, Tanaka, Hirotaka, Shibatomi, Kazutaka: "Asymmetric Allylic Amination in Water Catalyzed by an Amphiphilic Resin-Supported Chiral Palladium Complex"Org.Lett.. 6. 281-283 (2004)
• [文献書誌] Hocke, Heiko, Uozumi, Yasuhiro: "A Simple Synthetic Approach to Homochiral 6- and 6'-substituted 1,1'-Binaphthyl Derivatives"Tetrahedron. 59. 619-630 (2003)
• [文献書誌] 魚住 泰広: "水中機能性固定化パラジウム錯体触媒反応"ファルマシア. 39. 647-649 (2003)
• [文献書誌] Uozumi, Yasuhiro, Nakao, Ryu: "Catalytic Oxidation of Alcohols in Water under Atmospheric Oxygen by Use of an Amphiphilic Resin-Dispersion of Nano Palladium Catalyst"Angew.Chem.. 115. 204-207 (2003)
• [文献書誌] Uozumi, Yasuhiro, Kobayashi, Yukinari: "The Sonogashira Reaction in Water via An Amphiphilic Resin-Supported Palladium-Phosphine Complex Under Copper-Free Conditions"Heterocycles. 59. 71-74 (2003)
• [文献書誌] Uozumi, Yasuhiro, Kimura, Tsutomu: "Heck Reaction in Water with Amphiphilic Resin-Supported Palladium-Phosphine Complexes"Synlett. 12. 2045-2048 (2002)
• [文献書誌] Uozumi, Yasuhiro, Nakai, Yasushi: "An Amphiphilic Resin-Supported Palladium Catalyst for High-Throughput Cross-Coupling in Water"Org.Lett.. 4. 2997-3000 (2002)
• [文献書誌] Uozumi, Yasuhiro, Nakazono, Maki: "Amphiphilic Resin-Supported Rhodium -Phosphine Catalysts for C-C Bond Forming Reactions in Water"Adv.Synth.Catal.. 344. 274-277 (2002)
• [文献書誌] Uozumi, Yasuhiro: "Palladium Catalysis in Water : Design, Preparation, and Use of Amphiphilic Resin-Supported Palladium-Phosphine Complexes"J.Synth.Org.Chem.,Jpn. 60. 1063-1068 (2002)
• [文献書誌] 魚住 泰広: "先端化学シリーズI 有機金属/キラル/触媒/高分子 日本化学会編 不斉工程開発へのコンビナトリアルアプローチ"丸善株式会社. 99-105 (2003)
• [文献書誌] 魚住 泰広: "先端化学シリーズV 海洋天然物/錯体/コンビナトリアル/全合成 日本化学会編 錯体触媒反応における近年のブレークスルー"丸善株式会社. 93-98 (2003)
• [文献書誌] Uozumi, Yasuhiro: "The Society of Synthetic Organic Chemistry, Japan My Favorite Organic Synthesis"Palladium Catalysis in Water. 2 (2002)