二官能性分子触媒とアンモニア水を用いる有機化合物の官能基選択的アミノ化

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含窒素有機化合物は医薬品や天然物, 生体高分子, 機能性材料およびこれらの原料として社会的にも学術的にも重要な位置を占める化合物である. 複雑な含窒素化合物の精密合成では多段階合成の終盤で窒素官能基を導入することが望ましい. アンモニア(NH3)は含窒素有機化合物を合成する際の窒素源として最も理想的な物質であり, アンモニア水は気体のアンモニアと比べてさらに扱いが容易である. しかしアンモニア水を用いて付加価値の高い複雑な含窒素化合物を合成できる手法は比較的限られている. これは狙った位置の望みの官能基にアンモニアを結合させる手法が十分に発達していないことに起因する. 本研究の目的はアンモニア水を用いた官能基選択的な有機物のアミノ化反応を開発することにある.当該年度での研究の結果, 遷移金属粒子を担持させた二酸化チタンを基本とした不均一系の光触媒を用いるとアルコールの直截的アミノ化反応が進行することを見出した. このアプローチは当初予定になかったものだが, 結果としてこちらの方法によりアンモニアも含めた様々なアミンのN一アルキル化法を開発することに成功した. 本法では, 従来法や前年度まで用いていた分子触媒より遥かに高い効率で多様なアミンを室温でN-アルキル化できる. 室温で反応が進行すること, 水の共存が問題にならないことから, 当初の目標であったアンモニア水の直接変換にも利用できる. すなわちアンモニア水, アルコールと光触媒を混合し, 光照射するだけで対応するトリアルキルアミンが高収率で得られる. 副生成物は水だけであるため, 得られたアミンは固体触喋を濾過した後, 溶媒の減圧留去および蒸留によって, もしくは塩化水素と反応させて塩酸塩として単離することができる.