| 研究課題/領域番号 |
23655088
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
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) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| キーワード | カルボニル化 / ヒドロキシメチル化 / ホウ素錯体 / 一酸化炭素 / ホルムアルデヒド / Koch-Haaf反応 / フロー反応 |
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| 研究概要 |
本挑戦的萌芽研究では一酸化炭素が配位性分子である事に着目し、ブレンステッド酸やルイス酸との錯形成能力を活かした反応系の開拓を行い、高度な一酸化炭素導入法の構築へと導く事を目的としている。ギ酸と濃硫酸から一酸化炭素を生成させる方法にまず着目した。この方法はKoch-Haaf 反応に用いられているが、低温での温度制御や滴下制御などの必要性と常圧バッチ系での反応であるため、大過剰の一酸化炭素ガスを用いることとなっていた。そこでこの系を化学量論量の一酸化炭素の生成とつづく反応を行なうためのモデル実験としてとらえ、温度制御に優れたマイクロフロー型リアクターによる反応を行なった。その結果、室温付近における連続フローの反応条件において目的カルボン酸が良好に得られることがわかった。また一酸化炭素の使用当量数も大きく減ずることが出来た。次にガス透過性のPTFEチューブを用い、これが内部に来るような二層管型反応システムを設計した。内部の管でギ酸と濃硫酸を反応させ、膜を透過し外管に移動した一酸化炭素の反応を検討した。その結果、外管にパラジウム触媒を用いたヨードベンゼンのアミン溶液を流す事で、触媒的アミノカルボニル化反応が良好に進行する事を明らかとした。すなわち内側に強酸、外側にアミンを配したガス透過型の二層管フロー型反応装置が酸・塩基の直接反応に影響される事なく有効に機能した。このように系中で発生させた一酸化炭素を即座にカルボニル化に供するための高効率フローシステムの構築に成功したことからこのシステムを活用することで錯形成を含め、一酸化炭素の反応性の制御を行いこれを新たなカルボニル化反応開発へと展開する基盤を築くことができた。またフロー系で熱的に発生させたホルムアルデヒドを用いたヒドロキシメチル化反応も成功裏に行なった。
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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
一酸化炭素ガスボンベを使用することなしに触媒的カルボニル化反応を実施する方法を開発し、フロー系反応で行なう事で発生させた一酸化炭素を即座かつ完全消費するシステムを構築し、さらにガス透過膜を用いた二層管反応システムでのカルボニル化反応にも成功した。一方、透過膜を抜け反応層に移動した一酸化炭素の反応におけるブレンステッド酸の影響についてはさらなる詳細な検討を必要とする。
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| 今後の研究の推進方策 |
フロー型二層管反応システムによるカルボニル化を遷移金属触媒反応にとどまらず、ラジカル種やアニオン種など種々のカルボニル化反応系に応用していく。フロー型二層管反応システムによる発生させた一酸化炭素を各種ホウ素化合物ならびに希土類化合物と錯形成をさせた後、シリアルに連結させたフローシステムでカルボニル化反応に供する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
研究費は多くを有機試薬や無機試薬そしてガス透過性PTFE管の購入などの消耗品に振り分ける計画である。
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