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2012 年度 実績報告書

シクロアルカンC-H結合高効率活性化法の開発

公募研究

研究領域直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発
研究課題/領域番号 23105539
研究機関長崎大学

研究代表者

尾野村 治  長崎大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (60304961)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワードC-H結合活性化 / 酸化 / シクロアルカン / シクロヘキサン / アジピン酸 / 環境調和 / 金属フリー
研究実績の概要

ナイロンやポリエステルの原料として重要なアジピン酸の製造にはシクロヘキサンをいったんK/Aオイル(シクロヘキサノールとシクロヘキサノンの混合物)に酸化し、これを硝酸で酸化する二段階法(DuPont法)が採用されている。大量の窒素酸化物が発生するこの方法の代替法として、シクロヘキサンからアジピン酸を合成できる環境に調和した酸化反応を開発することが目的である。
今回、シクロヘキサンのC(sp3)-H結合を活性化し,高効率にアジピン酸に酸化できる反応の開発に成功した。この反応は1)-3)に示すように、従来法とは異なる優れた特性を有している。1) 金属を全く必要としない 2) 選択性が極めて高い 3) 常温・常圧で進行する。
この反応の詳細を4)-9)に記す。
4) 添加剤として金属を用いずN-ヒドロキシイミド類を用いれば、高効率に反応が進行する。5) 硝酸の代わりに硝酸アンモニウム等の硝酸塩を使用することもできたが収率が低下した。一方、亜硝酸塩を用いた場合には全く反応が進行しなかった。このことから、N-ヒドロキシイミドからN-オキシルを発生させるにはNO2+が必要であることが示唆される。6) 硝酸塩ではなく硝酸を使用することにより、TFAの使用量を減じることができた。その結果、単位体積当たりの生産性が5倍になった。7) TFA以外の酸を溶媒とした場合には、70%硝酸中で収率11%を除くとほとんど反応は進行しなかった。8) 他のシクロアルカンに対しても反応は進行したが、環の大きさが反応速度、収率に影響することがわかった。
また、鎖状アルカンでは低収率ではあるが、ほぼ単一の生成物として2個減炭したカルボン酸が得られた。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] One-Pot Synthesis of Heteroaryl and Diheteroaryl Ketones via Palladium-Catalyzed 1,2-Addition and Oxidation2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kuriyama, N. Hamaguchi, O. Onomura
    • 雑誌名

      Eur. J. Org. Chem.

      巻: - ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Oxidation of 1,2-Diols to α-Hydroxyketones in Water2013

    • 著者名/発表者名
      J. M. Willium, M. Kuriyama, O. Onomura
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 81 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organotin-Catalyzed Highly Regioselective Thiocarbonylation of Nonprotected Carbohydrates and Synthesis of Deoxy Carbohydrates in a Minimum Number of Steps2012

    • 著者名/発表者名
      W. Muramatsu, S. Tanigawa, Y.Takemoto, H. Yoshimatsu, O. Onomura
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 16 ページ: 4850-4853

    • DOI

      10.1002/chem.201104007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ANODIC SELECTIVE FUNCTIONALIZATION OF CYCLIC AMINE DERIVATIVES2012

    • 著者名/発表者名
      O. Onomura
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 85 ページ: 2111-2133

    • DOI

      10.3987/REV-12-744

    • 査読あり
  • [学会発表] Diastereoselective addition to N-Acyliminium Ions with Aryl- and Alkenyl-boronic Acids2012

    • 著者名/発表者名
      O. Onomura, S. Mizuta
    • 学会等名
      The 12th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル京都
    • 年月日
      2012-11-12 – 2012-11-16
  • [学会発表] An Efficient method for selective Oxidation of 1,2-Diols in water catlyzed by Me2SnCl22012

    • 著者名/発表者名
      J. M. Willium, M. Kuriyama, O. Onomura
    • 学会等名
      The 12th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル京都
    • 年月日
      2012-11-12 – 2012-11-16
  • [学会発表] Copper(II)-Catalyzed Monoarylation of Vicinal diols with Diaryliodonium Triflates2012

    • 著者名/発表者名
      N. Hamaguchi, M. Kuriyama, O. Onomura
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Molecular
    • 発表場所
      東大寺文化センター
    • 年月日
      2012-11-11 – 2012-11-12
  • [図書] Organic Electrochemistry, Fifth Edition(Aliphatic and related amines, amino alcohols and amino acids)2013

    • 著者名/発表者名
      O. Onomura
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      CRC press
  • [図書] Encyclopedia of Applied Electrochemistry (Electrochemical Asymmetric Synthesis)2013

    • 著者名/発表者名
      O. Onomura
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      Springer
  • [産業財産権] 脂肪族ジカルボン酸化合物の製造方法2012

    • 発明者名
      尾野村治、松本洋平、竹本祐樹、岩崎史哲
    • 権利者名
      長崎大学&㈱トクヤマ
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2012-241502
    • 出願年月日
      2012-11-05

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公開日: 2018-02-02  

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