研究課題
球状成形活性炭担持型パラジウム触媒(Pd/SC)は、濾過機能や操作性の改善、目詰まり防止等を考慮して、フロー式水素化反応装置のカラム用充填触媒として開発された新しい不均一系触媒である。Pd/SCは、平均直径0.36 mmの球状に成形した活性炭の表層のみに0価パラジウムが担持された触媒であり、空気中でも発火性を示さず安定、かつ濾過のみで反応系から容易に除去できることから、フロー反応のみならずバッチ反応への適用も期待される。我々は、Pd/SCを触媒としたバッチ反応条件下における還元性官能基間での選択的接触還元反応を見出した。すなわち、Pd/SCは、Pd/Cを触媒とした通常の接触還元条件下で容易に水素化、あるいは水素化分解されるベンジルエーテル、ベンジルエステル、芳香族シアノ基、芳香族カルボニル基、N-Cbz保護基、フェノール性水酸基のO-TBS保護基に対する接触還元触媒活性を示さず、これらの官能基共存下、アルキン、アルケン、アジド基、ニトロ基、脂肪族アルコールのO-TBS保護基を選択的に還元できることを明らかにした。また、Pd/SC触媒によりそれぞれ還元されるアジド基とニトロ基が共存する場合には、アジド基のみが選択的に還元され、ニトロ基の還元が抑制されることを明らかにした。なお、メタノール中で部分的に還元が進行してしまう基質では、1,4-ジオキサンやアセトニトリルを溶媒とすることで過還元を抑制することができた。官能基選択的接触還元反応を達成するためには、通常、Pd/C等を触媒とした接触還元系にアミンやスルフィドに代表される触媒毒を組み合わせる、いわゆる被毒効果により触媒活性を適度に低下させる必要がある。一方、Pd/SCはその特徴的な形状のため、触媒毒を添加あるいは担持しなくとも選択的還元が進行する点に特長があり、有機合成における新たな選択肢として提供できるものと考える。
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