不均一系白金族触媒的重水素標識法の開発と連続フロー式重水素標識法への応用

1. アリルアルコールの重水素標識反応第三級アリルアルコールを基質として、10％ Pt炭素存在下、アミルアミン、アクリル酸メチルをメチルシクロヘキサン/重水中で加熱攪拌すれば様々なアリルアルコールのアルケン部位を重水素標識できることを明らかにした。アリルアルコール分子内に芳香環やアルケンなどの官能基、すなわちsp2炭素に結合した水素が共存しても、アリルアルコールのアルケン選択的に重水素が導入される。アリルアルコールをアセチル保護して重水素化すると反応効率が大幅に低下する。またアリルアルコール水酸基をベンジル基に変換すると、重水素化の選択性が消失してsp3炭素上の水素も重水素に交換される。アリルアルコールの水酸基が配向性官能基として作用し、アルケン選択的H-D交換反応を促進していることが明らかになった。2. フロー式重水素標識反応の開発2-PrOHと重水の混合溶媒に溶解した芳香族化合物のフロー式重水素化反応を確立した。この反応は、触媒カートリッジ内で2-PrOHの脱水素反応を進行させて、H-D交換に必要な水素を連続供給している。しかし、2-PrOHを使用すると、抽出操作が煩雑となり相当量の有機溶媒を使用する必要が生じる。抽出工程を除くには、2-PrOHの使用を回避する必要があり、触媒活性化のための水素源であり、基質の溶解補助剤でもある2-PrOHの役割を分割しなくてはならない。ヘプタンに溶解した基質溶液、重水そして水素ガスを、Pt/Cを充填した触媒カートリッジに移送したところ、H-D交換反応が進行して、反応後の重水素標識化合物と重水を容易に分離することができた。回収した重水を再び反応に使用して再利用検討したところ、繰り返す毎に若干の重水素化率の低下は認められたものの、少なくとも5回までは高い重水素化率が維持され、フロー法を利用した重水の回収・再利用システムを開発できた。

1. アリルアルコールの重水素標識反応第三級アリルアルコールを基質として、10％ Pt炭素存在下、アミルアミン、アクリル酸メチルをメチルシクロヘキサン/重水中で加熱攪拌すれば様々なアリルアルコールのアルケン部位を重水素標識できることを明らかにした。アリルアルコール分子内に芳香環やアルケンなどの官能基、すなわちsp2炭素に結合した水素が共存しても、アリルアルコールのアルケン選択的に重水素が導入される。アリルアルコールをアセチル保護して重水素化すると反応効率が大幅に低下する。またアリルアルコール水酸基をベンジル基に変換すると、重水素化の選択性が消失してsp3炭素上の水素も重水素に交換される。アリルアルコールの水酸基が配向性官能基として作用し、アルケン選択的H-D交換反応を促進していることが明らかになった。2. フロー式重水素標識反応の開発2-PrOHと重水の混合溶媒に溶解した芳香族化合物のフロー式重水素化反応を確立した。この反応は、触媒カートリッジ内で2-PrOHの脱水素反応を進行させて、H-D交換に必要な水素を連続供給している。しかし、2-PrOHを使用すると、抽出操作が煩雑となり相当量の有機溶媒を使用する必要が生じる。抽出工程を除くには、2-PrOHの使用を回避する必要があり、触媒活性化のための水素源であり、基質の溶解補助剤でもある2-PrOHの役割を分割しなくてはならない。ヘプタンに溶解した基質溶液、重水そして水素ガスを、Pt/Cを充填した触媒カートリッジに移送したところ、H-D交換反応が進行して、反応後の重水素標識化合物と重水を容易に分離することができた。回収した重水を再び反応に使用して再利用検討したところ、繰り返す毎に若干の重水素化率の低下は認められたものの、少なくとも5回までは高い重水素化率が維持され、フロー法を利用した重水の回収・再利用システムを開発できた。