スーパールイス酸触媒を用いる高効率反応の開発

使用超级路易斯酸催化剂开发高效反应

基本信息

批准号：
15036231
负责人：
石原一彰
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Nagoya University
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

現在、α-トコフェロールは1年間に2万5千トン消費され、その消費量は年々増えている。これは天然のα-トコフェロールだけでまかないきれる量ではなく、その効率的生産方法の確立が急務である。今回、高位置選択的かつ効率的にα-トコフェロールを合成するための新規超強酸触媒の開発を目的に研究を行った。まず、我々が開発したブレンステッド超強酸ペンタフルオロフェニルビス(トリフリル)メタン、C_6F_5CHTf_2のブレンステッド酸性およびそのシリル誘導体のルイス酸性を評価した。Ghosezらの方法に従いカルボニル化合物に対する配位力の強さから相対的なルイス酸性度を比較した。その結果、[C_6F_5CTf_2]SiMe_3が最も強いルイス酸性を示すことが分かった。次に、C_6F_5CHTf_2とそれらのシリル誘導体を触媒として用い、α-トコフェロールの合成を試みた。その結果、ブレンステッド酸よりもシリルルイス酸のほうが純度良くα-トコフェロールが得られ、[C_6F_5CTf_2]SiMe_3が最も良い純度を与えた。そこで、回収・再利用可能なポリスチレン担持型ブレンステッド酸触媒を用いてα-トコフェロールの合成を行った。その結果、シリルルイス酸、ブレンステッド酸ともに高収率、高純度で目的のα-トコフェロールが得られた。また、フルオラス超強酸触媒を用いてα-トコフェロールの合成を行った結果、目的のα-トコフェロールが高収率、高純度で得られた。さらに、このフルオラス触媒は非フッ素溶媒よりフッ素溶媒との親和性が高いという特徴があるので、反応終了後、生成物をアセチル化し、ペルフルオロシクロヘキサンを加え、撹拌した後、α-トコフェロールを含む有機相と触媒を含むフッ素相に分け触媒を回収することができた。

目前，每年消耗α-生育酚2.5万吨，且消耗量逐年增加。这是仅靠天然α-生育酚无法解决的，迫切需要建立高效的生产方法。这次，我们进行研究的目的是开发一种新型超强酸催化剂，用于高区域选择性和高效合成α-生育酚。首先，我们评估了我们开发的布朗斯台德超强酸五氟苯基双（三氟甲基）甲烷C_6F_5CHTf_2的布朗斯台德酸度及其甲硅烷基衍生物的路易斯酸度。根据Ghosez等人的方法，根据羰基化合物的配位力的强度来比较相对路易斯酸度。结果发现，[C_6F_5CTf_2]SiMe_3表现出最强的路易斯酸性。接下来，我们尝试以C_6F_5CHTf_2及其甲硅烷基衍生物为催化剂合成α-生育酚。结果，使用甲硅烷基路易斯酸获得的α-生育酚的纯度高于布朗斯台德酸，并且[C_6F_5CTf_2]SiMe_3的纯度最高。因此，我们使用聚苯乙烯负载的布朗斯台德酸催化剂合成了α-生育酚，该催化剂可以回收和再利用。结果，甲硅烷基路易斯酸和布朗斯台德酸均以高产率和高纯度获得了所需的α-生育酚。此外，作为使用含氟超强酸催化剂合成α-生育酚的结果，以高收率和纯度获得了所需的α-生育酚。此外，由于该氟催化剂与氟溶剂的亲和力高于与非氟溶剂的亲和力，因此反应完成后，将产物乙酰化，加入全氟环己烷，搅拌后，加入含有α-生育酚的有机相。将催化剂分离成含有催化剂的氟相并回收。