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2011 年度 実績報告書

固体触媒・固体基質・固体試薬による完全固相触媒反応

研究課題

研究課題/領域番号 21590015
研究機関岐阜薬科大学

研究代表者

佐治木 弘尚  岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (50275096)

研究分担者 門口 泰也  岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (40433205)
キーワード固体触媒 / 固相触媒反応 / 接触還元 / 鈴木-宮浦反応 / パラジウム / プロセス化学 / 無溶媒 / 混合
研究概要

本申請研究は、パラジウム炭素(Pd/C)に代表される、不均一系白金族触媒による接触還元を、無溶媒条件、すなわち、固相-固相-気相反応として、さらに、鈴木-宮浦反応を無溶媒の固相-固相-固相反応として確立すべく平成21年度から平成23年度の3年間遂行した。
まず無溶媒(固-固-気相)接触還元反応については、平成21~22年度までの研究で、様々な還元性官能基を持つ基質に対する適用性を確立するとともに、Pd/BaSO_4、Pd/Al_2O_3、Pd/HP20(雑誌論文(5))などのPd/C以外の不均一系白金族触媒でも固相接触還元反応が極めて効率的に進行することを示した。本法は、接触還元が溶媒を使用しない固相反応条件下で進行することから、反応装置(プラント)の小型化が可能であり、反応コストの削減に直結する。しかし、反応終了後、反応系に空気が流入した際に発火しやすい点が欠点である。本年度は「実用性の向上」に主眼を置き、発火の可能性が低いウェットタイプのPd/C(水を約50%含む)の適用性を示すとともに、活性の低下無しに触媒の回収・再利用が可能であることを明らかにした。
一方、無溶媒(固相-固相-固相)鈴木-宮浦カップリング反応に関しては、平成21~22年度の検討で、Cs_2CO_3に代表される固体の無機塩基存在下、Pd/C、固体芳香族ボロン酸、そして芳香族臭素を、密栓したバイアル中加熱(80℃~100℃)条件下で振蕩するのみで、定量的に無溶媒鈴木-宮浦カップリング反応が進行することを明らかにした。本年度はこの最適反応条件を用いて、多様なアリールハライドとボロン酸のカップリングを実施し一般性を確立した。とくに、芳香族塩素やヘテロ芳香族ハライドのカップリングにも適用可能である点は特筆に値する。また上記接触還元と同様に、反応後の触媒の回収・再利用もできる。従って、プロセス化学的に実用化が見込まれる手法を提供することができた。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Carbon-Carbon Bond Formation by Ligand-free Cross-Coupling Reaction Using Palladium Catalyst Supported on Synthetic Adsorbent2012

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Monguchi, Keita Sakai, Koichi Endo, Yuki Fujita, Masaru Niimura, Masatoshi Yoshimura, Tomoteru Mizusaki, Yoshinari Sawama, Hironao Sajiki
    • 雑誌名

      Chem Cat Chem

      巻: 4 ページ: 546-558

    • DOI

      DOI:10.1002/cctc.201100345

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvent-Free Hydrogenation and Suzuki-Miyaura Coupling Using Pd/C2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Uozumi, Toshihisa Suzuka
    • 雑誌名

      Synfacts

      巻: 8 ページ: 113

    • URL

      https://www.thieme-connect.com/ejournals/toc/synfacts/107922

  • [雑誌論文] Palladium on carbon-catalyzed solvent-free and solid-phase hydrogenation and Suzuki-Miyaura reaction2011

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Monguchi, Yuki Fujita, Shota Hashimoto, Mariko Ina, Tohru Takahashi, Ryo Ito, Kei Nozaki, Tomohiro Maegawa, Hironao Sajiki
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 67 ページ: 8628-8634

    • DOI

      DOI:10.1016/j.tet.2011.09.043

    • 査読あり
  • [学会発表] 担持型白金族触媒を利用した不均一系C-C及びC-N結合形成反応の開発2012

    • 著者名/発表者名
      佐治木弘尚
    • 学会等名
      CPhI Japan国際医薬品原料・中間体展TLO/大学知的財産本部技術移転セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-21
  • [学会発表] 合成吸着剤を担体とした機能性白金族触媒の開発研究2012

    • 著者名/発表者名
      佐治木弘尚
    • 学会等名
      CPhI Japan国際医薬品原料・中間体展プロセス化学セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-21
  • [学会発表] 合成吸着剤を担体とした機能性白金族触媒の開発研究2011

    • 著者名/発表者名
      門口泰也
    • 学会等名
      第6回プロセス化学ラウンジ
    • 発表場所
      熱海
    • 年月日
      20111201-02
  • [学会発表] 不均一系白金族触媒の機能多様性:既存の触媒に潜む新しい触媒活性の開拓と新規機能性触媒の開発2011

    • 著者名/発表者名
      佐治木弘尚
    • 学会等名
      三重大学大学院工学研究科特別講演会
    • 発表場所
      津
    • 年月日
      2011-12-16

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公開日: 2013-06-26  

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