環境調和型one-pot反応系の構築を目指した新規不均一系触媒の開発

开发新型多相催化剂，构建环境友好的一锅反应体系

• 批准号: 05J09687
• 负责人: 本倉 健
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J09687/
• 关键词: one-pot反応; 不均一系触媒; ハイドロタルサイト; α-アルキル化反応; 固体塩基触媒; パラジウム; ロジウム; フェニルホウ酸; モンモリロナイト; 固体酸触媒

本申請研究では、環境調和型one-pot反応系を可能とする層状粘土鉱物の特性を生かした新規不均一系触媒の開発を目的としている。one-pot合成は従来の多段階を要する合成法と比べ、中間体の単離の手間を省き、試剤、反応時間、エネルギー等を最小にすることができるため、効率的な化学プロセスの開発に極めて有効な手法である。平成18年度の研究は、アルキル化ニトリル化合物のカルボニル化合物からのone-pot合成に高い活性を示す、Pd表面固定化ハイドロタルサイト(Pd/HT)触媒の開発を行い、様々な分光学的手法を用いて表面活性種の構造解析を行った。また、本Pd/HT触媒はニトリル化合物のone-potでのダブルアルキル化反応のきわめて高い活性を示すことを見出した(Chemistry-A European Journal, in press)。さらに、ハイドロタルサイト表面に単核・3価のRh種を固定した、Rh表面固定化ハイドロタルサイト(Rh/HT)の開発にも成功した。Rh/HT触媒はフェニルホウ酸の不飽和カルボニル化合物への1,4-付加反応を極めて迅速に進行させる不均一系触媒となる。また、ハイドロタルサイト表面塩基点とRh種の蝕媒作用を協奏的に組み合わせることで、one-potでアルドール反応と上記の1,4-付加反応を進行させることができ、アミノ酸原料である2-シアノ-3,3'-ジフェニルプロピオン酸エチルが高収率で得られることを見出した(Tetrahedron Letters,2006,47,5083)。

这项研究应用的目的是开发一种新型多相催化剂，利用层状粘土矿物的特性，实现环保的一锅反应系统。与需要多个步骤的传统合成方法相比，一锅合成节省了分离中间体的工作，并最大限度地减少了试剂、反应时间、能源等，使其成为开发化学工艺的有效方法。 2006年的研究涉及开发一种Pd表面固定水滑石（Pd/HT）催化剂，该催化剂在从羰基化合物一锅法合成烷基化腈化合物中表现出高活性，并进行了各种表面活性物质的结构分析。外出使用我们还发现这种 Pd/HT 催化剂对腈化合物的一锅双烷基化反应表现出极高的活性（Chemistry-A Europe Journal，出版中）。此外，我们成功开发了Rh表面固定水滑石（Rh/HT），其中单核和三价Rh物种固定在水滑石表面。 Rh/HT催化剂是一种多相催化剂，可以使苯基硼酸与不饱和羰基化合物的1,4-加成反应极快地进行。此外，通过水滑石表面碱性位点和Rh物种的腐蚀作用的协同结合，醛醇缩合反应和上述1,4-加成反应可以一锅进行，并且2发现乙基-氰基-3,3可以高产率获得'-二苯基丙酸酯(Tetrahedron Letters, 2006, 47, 5083)。

项目成果

One-Pot Synthesis of a-Alkylated Nitriles with Carbonyl Compounds Through Consecutive Aldol Reaction/Hydrogenation Using a Hydrotalcite-Supported palladium Nanoparticle as a Multifunctional Heterogeneous Catalyst

使用水滑石负载钯纳米粒子作为多功能多相催化剂，通过连续羟醛反应/氢化一锅法合成α-烷基化腈与羰基化合物

• 发表时间: 2005
• 期刊: Tetrahedron Letters 46
• 作者: Hirotaka;Sugawara;Hiroyuki;Ito;Kenichi;Okada;Kazuhisa;Itoi;Masakazu;Sato;Hiroshi;Abe;Kazuya;Masu;Ken MOTOKURA
• 通讯作者: Ken MOTOKURA

Environmentally friendly one-pot synthesis of α-alkylated nitriles using hydrotalcite-supported metal species as multifunctional solid catalysts

• DOI: 10.1002/chem.200600317
• 发表时间: 2006-11-06
• 期刊: CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL
• 影响因子: 4.3
• 作者: Motokura, Ken;Fujita, Noriaki;Kanedar, Kiyotomi
• 通讯作者: Kanedar, Kiyotomi

Reconstructed hydrotalcite as a highly active heterogeneous base catalyst for carbon-carbon bond formations in the presence of water

• DOI: 10.1021/jo060345l
• 发表时间: 2006-07-21
• 期刊: JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY
• 影响因子: 3.6
• 作者: Ebitani, Kohki;Motokura, Ken;Kaneda, Kiyotomi
• 通讯作者: Kaneda, Kiyotomi

An acidic layered clay is combined with a basic layered clay for one-pot sequential reactions

• DOI: 10.1021/ja052386p
• 发表时间: 2005-07-13
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Motokura, K;Fujita, N;Kaneda, K
• 通讯作者: Kaneda, K

高機能不均一系触媒を用いるone-pot反応系の開発-効率的化学プロセスの構築を目指して-

使用高性能多相催化剂开发一锅反应系统 - 旨在构建高效的化学工艺 -

• 发表时间: 2005
• 期刊: 分離技術 35
• 作者: Glenn;J. ; Aikin;R. ; Aguirre;J. ; Earle;L. ; Maloney;P. ; Bock;J. J. ; Bradfoid;C. M. ; Dragovan;M. ; Nguyen;H. ; Naylor;B. ; Zmuidzmas;J. ; Duband;L. ; Matsuhara;H;T. Ishizaki;本倉 健
• 通讯作者: 本倉 健