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界面活性ルイス酸触媒の製造法

シーズコード S000005030
掲載日 2001年11月21日
研究者
  • 小林 修
  • 小山田 秀和
研究者所属機関
  • 東京大学 大学院薬学系研究科 有機反応化学教室
研究機関
  • 東京大学 大学院薬学系研究科
技術名称 界面活性ルイス酸触媒の製造法
技術概要 有機溶媒を全く使用することなしに、水媒体中で高い収率で優れた選択性のもとに有機合成反応を行う方法を開発した。(1)分子内に疎水性原子団と親水性原子団とが存在することで界面活性を有する、化学式Mn+(R1X-)k(R2X-)l(Y-)mの界面活性ルイス酸触媒を見いだした。ここで、Mは、スカンジュームScなどの希土類金属で、R1、R2はアルキル基等の置換基を有する脂肪族炭化水素基などの炭化水素基で、X-はCOO-などの有機酸基の共役塩基である。実施例1としては、塩化スカンジュームとドデシル硫酸ナトリュームとを等モル比で混合し、スカンジュームトリスドデシルサルフェート(STDS)を界面活性ルイス酸触媒として得た。(2)この触媒は、水中でのアルドール型反応を初めとするルイス酸反応に用いられる。実施例2として、構成成分を変えた3種の0.1当量のスカンジューム塩触媒の存在下で、ベンズアルデヒドと(Z)-1-フェニル-トリメチルシロキシプロペンとのアルドール付加反応を行った。その結果、STDS触媒で92%と高い収率のアルドール付加体であるヒドロキシカルボニル化合物が有られた。反応は、水溶性化合物などを基質とし、触媒の基質に対する使用割合は、0.1当量で、水中において室温で行った。また、比較例として、種々の溶媒中で実施例2と同様のアルドール付加反応を行った結果を表1に示す。表1から、水媒体中での反応収率が顕著であることが読みとれる。次に実施例3として、STDSを触媒として、水媒体中において各種の反応基質を用いてアルドール付加反応を行い、いずれも高い収率のヒドロキシカルボニル化合物を得た。
画像

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従来技術、競合技術の概要 従来より有機溶媒を用いることなく、水媒体中で有機反応を行うことは環境問題への配慮から注目されている。しかし、有機化合物は水に溶解せず、反応中間体も触媒も水に分解されてしまう問題があった。水安定性の触媒として希土類トリフレートを利用する合成法を別途開発したが、この方法でも反応効率を上げるために、水に加えてアルコールなどの有機溶媒を使用することが必要であった。
研究分野
  • 脂肪族カルボン酸エステル・カルボン酸無水物・酸ハロゲン化物・アシルペルオキシド
  • 付加反応,脱離反応
  • 触媒反応一般
  • 有機第3族元素化合物
  • 糖アルコール
展開可能なシーズ 界面活性ルイス酸触媒の作製技術 水媒体中で左記触媒を使用して高い収率で有機合成を行う技術。
用途利用分野 全く有機溶媒を使用しないで有機合成反応が可能となるため、従来の有機溶媒廃棄に伴う環境負荷の改善、その回収に伴う経済的負担の軽減のための利用
研究の進捗状況 有機溶媒を使用する事なしに水媒体中で界面活性ルイス酸触媒を使用して、高い収率でアルドール付加反応などの有機合成を行う技術の基礎を開発した。
関連発表論文 (1)Kobayashi,S.;Nagayama,S.;Busujima,T.Lewis Acid Catalyst in Water. Correlation Between Catalytic Activity in Water and Hydrisys Constants and Exchange Rate Constants for Substitutin of Onner-Spher Water Ligand.J.Am.Chem.Soc.,no.120,1998,p.8287-8288.
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業 研究領域「単一分子・原子レベルの反応制御」研究代表者 小林修(東京大学大学院 薬学研究科)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 小林 修. 単一分子・原子レベルの反応制御 多種類化学物群の効率的合成を指向した分子レベルでの反応開発. 戦略的基礎研究推進事業 平成11年度 研究年報,2000. p.404 - 410.
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, . 小林 修, 小山田 秀和, . 界面活性ルイス酸触媒. 特開平11-244705. 1999-09-14
  • B01J  31/26     
  • C07B  61/00     
  • C07C  33/00     
  • C07C  45/71     
  • C07C  49/04     
  • C07C  49/213    
  • C07C  49/76     
  • C07C  69/00     
  • C07C 209/60     
  • C07C 227/22     
  • C07G   3/00     

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