不均一系ヘテロ元素ドープカーボン触媒の開発と有機合成反応の集積化

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複数の不均一系触媒を用いた連結型連続フロー反応は、反応の集積化を行うにあたり効率的な手法である。しかし、このような系に用いることができる高活性な不均一系触媒の例は限られていた。本研究では、ヘテロ元素ドープカーボン担持触媒を新規開発し、それらを中心に用いたフロー法による反応集積化を試みた。ポリビニルピリジンを窒素源に用いた窒素ドープカーボン担持銅ナノ粒子触媒を開発し、アルコールのアルデヒドへの酸素酸化反応を開発した。N-オキシラジカルを共触媒として用いることで、一般に選択的酸化反応が難しいとされる脂肪族アルコールを含む、様々な基質に対し高収率で目的物が得られた。本触媒をフロー法に適用したところ、酸素ガスの流量が触媒寿命に影響を与えることを見出だし、最長で139時間高収率を維持したままの連続運転が可能であることを示した。本フロー反応系に、更に固体塩基樹脂を詰めたカラムを連結し、酸化反応後の粗生成物とケトンを流通させることで、不飽和カルボニル化合物へと高収率で誘導できた。更に、バッチ法で粗生成物をチオウレアと固体塩基触媒とを混合することにより、ジヒドロピリミジン骨格への誘導にも成功した。以上のように、酸化反応に有効な触媒を新規に開発し、それを用いたフロー法による反応の集積化に成功した。