新規撥水性ルイス酸触媒の開発研究

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3族のSc,4族のTi,Zr,Hf,および5族のV,Nb,Taの計7つの金属について、それぞれ、ペンタキスの長鎖パ-フルオロアルカンスルホン酸塩およびビストリフリルイミド塩を合成した。合成法として、金属塩化物を用いる方法と、金属アルコキシドを用いる方法の二通りを検討したが、前者の方法で調製した錯体の方が一般に高い触媒活性を示すことがわかった。しかしながら、今回合成した錯体は金属イオンのまわりに計3個から最大10個までのトリフルオロメチル基あるいはパ-フルオロアルキル基を有しているにもかかわらず、スカンジウム塩以外は期待に反して極めて水に不安定であることが判明した。撥水性を発現するためには、疎水基でさらに外側を囲むなど新しい分子設計が必要なことが明らかとなった。なお、調製した錯体のルイス酸としての触媒活性はメトキシ酢酸のベンジルエステルをベンゼンのベンジル化剤とするFriedel-Crafts反応、および[3_3](1.3.5)シクロファンのアセチル化反応を用いて評価した。その結果、一般に強酸残基としてはビストリフルオロメチルスルホニルイミドを、また、5族の遷移金属イオンを用いる時にルイス酸性が高くなることが明らかとなったが、副反応が問題になる場合もあり、ベンジル化反応ではスカンジウムのパ-フルオロオクタンスルホン酸塩が最もよい結果を与えた。また、このスカンジウムパ-フラートは最も吸湿性が低く、湿った溶媒中でも高いルイス酸触媒活性を保持することがわかった。