イオン液体を活用する水中での高効率触媒反応

使用离子液体在水中进行高效催化反应

• 批准号: 20037013
• 负责人: 小林 修
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20037013/
• 关键词: 水; イオン液体; 触媒反応; 環境調和

水を溶媒とする有機合成反応は、環境に負荷をかけない有機合成プロセスの開拓において重要な研究課題の一つである。筆者らは、最近シリカゲル固定化スカンジウム触媒とイオン液体を組み合わせることにより、水中で有効に機能する新たな触媒系を見いだしている。そこで、本研究ではイオン液体を反応場として活用する水溶媒中での効率的反応系の構築を指向して研究を行った。これまでに、筆者らはスカンジウムとキラルビピリジル配位子からなるキラルスカンジウム触媒が、水存在下様々な不斉炭素-炭素結合生成反応に有効に機能することを明らかにしている。ごく最近、親水性物資であるホルムアルデヒドが水のみを溶媒とする反応においても、界面活性剤存在下疎水性物質であるケイ素エノラートと効率的に反応し、対応するヒドロキシメチル化体が高いエナンチオ選択性で得られることを報告した。そこで、本手法をさらに効率化すべく、ケイ素エノラートの合成前駆体であるケトンを直接基質として用いる反応について検討を行ったところ、本触媒系が有機塩基存在下有効に機能し、目的物が良好な収率、選択性で得られることがわかった。本触媒系は、将来的にはイオン液体を反応場とする反応系へも適用できるため、今後検討を継続していく予定である。一方、本研究の途上、キラルビピリジル配位子と銅からなる触媒が、水中での反応においてスカンジウムからなる触媒とは逆の立体選択性を示すことが明らかになった。この興味深い現象について検討を行ったところ、触媒のX線結晶構造解析の結果等から、それぞれの金属に対するビピリジル配位子の配位様式の違いが選択性の逆転につながっている可能性が高いことを明らかにした。これらの研究は水のみを溶媒として用いる不斉炭素-炭素結合生成反応を大きく発展させるものであり、今後のイオン液体を反応場として用いる反応へとつながると考えている。

Water as a solvent for organic synthesis is an important research topic in the development of organic synthesis. Recently, the author has developed a new catalyst system for the immobilization of catalyst in water. In this study, the construction of efficient reaction systems in aqueous solutions was studied. In the presence of water, the carbon-carbon bond formation reaction has the function of catalyst. In recent years, hydrophilic resources have been reported in the presence of water-based solvents, surfactants and water-based substances. The catalyst system has excellent efficiency and selectivity in the presence of organic base. The catalyst system is suitable for future applications such as liquid phase reaction, liquid phase reaction, and liquid phase reaction. In this study, the catalyst of copper ligand and the stereoselectivity of copper ligand in water were studied. The results of X-ray crystal structure analysis of the catalyst and other interesting phenomena are discussed. The possibility of the coordination mode of the ligand of the metal is high. The study of water and carbon in the solvent is based on the investigation of carbon-carbon bond reaction.

项目成果

Metal-controlled Reversal of Enantioselectivity in Catalyzed Asymmetric Ring-opening Reactions of meso-Epoxides in Water

• DOI: 10.1246/cl.2009.904
• 发表时间: 2009-09-05
• 期刊: CHEMISTRY LETTERS
• 影响因子: 1.6
• 作者: Kokubo, Masaya;Naito, Takeshi;Kobayashi, Shu
• 通讯作者: Kobayashi, Shu

Gold-platinum bimetallic clusters for aerobic oxidation of alcohols under ambient conditions.

• DOI: 10.1039/b800657a
• 发表时间: 2008-04
• 期刊: Chemical communications
• 影响因子: 4.9
• 作者: H. Miyamura;R. Matsubara;S. Kobayashi

Chiral Scandium-Catalyzed Enantioselective Hydroxymethylation of Ketones in Water

• DOI: 10.1002/asia.200900442
• 发表时间: 2010-01-01
• 期刊: CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL
• 影响因子: 4.1
• 作者: Kobayashi, Shu;Kokubo, Masaya;Nagano, Takashi
• 通讯作者: Nagano, Takashi

金触媒担持マイクロキャピラリーリアクターを用いるアルコールの酸素酸化反応

微毛细管反应器负载金催化剂的醇氧氧化反应

• 发表时间: 2009
• 作者: Arai;T. ; Yokoyama;N. ; Yanagisawa;A;小林修
• 通讯作者: 小林修

キャピラリーとキャピラリーへの触媒固定化方法、並びにマイクロリアクターとこれを用いた固相-液相-気相反応方法

毛细管及毛细管上催化剂的固定化方法、微反应器及利用其的固相-液相-气相反应方法

• 发表时间: 2008