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本研究では、有望な未利用炭素資源としてバイオマス由来の糖類に注目し、それらの有用物質への新規化学変換法を開発することを目的とする。具体的には、様々なカルボニル化合物を直接的に合成できるカルボニル化反応において、糖類を一酸化炭素の代替試薬として利用することに重点を置いた。
1.ロジウム錯体触媒の存在下で、代表的な糖類であるグルコースを、炭素-炭素三重結合と二重結合を併せ持つエンイン類と反応させると、双環状ケトン類が得られることを見出した。同位体ラベル標識実験の結果、グルコースのアノマー炭素が選択的にロジウム触媒にこの化学反応では、グルコース誘導体からロジウム触媒により引き抜かれ、生成物のカルボニル基として導入されていることが明らかとなった。
2.糖類同様、自然界に広く分布する糖アルコールに注目し、代表的な糖アルコールであるマンニトールやグリセロールから容易に誘導できるグリセルアルデヒドを合成し、カルボニル化合物合成における炭素源としての利用を検討した。エンイン類のカルボニル化反応において、グリセルアルデヒド誘導体も炭素源として利用できることを見出した。カルボニル供給能は糖類に比べてはるかに高いものであった。
以上の成果は、糖類や糖アルコールの合成化学的な利用法とともに、従来毒性の高い一酸化炭素の利用に依存してきたカルボニル化反応を操作上安全に簡便に実施できる手法を提供するものである。
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