Catalytic amidation using enzyme model

使用酶模型的催化酰胺化

基本信息

批准号：
19790019
负责人：
KATO Nobuki
金额：
$ 2.36万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19790019/
关键词：
有機反応学合成化学触媒・化学プロセス環境対応酵素反応

项目摘要

環境汚染や地球温暖化が問題となる昨今、これからの化学産業に求められるものは、グリーンケミストリーの理念に則った低環境負荷、高原子効率の化学反応プロセスである。酵素は数十から数百のアミノ酸から構成されるタンパク質で、生体内での化学反応を促進させる非常に優れた触媒であり、その触媒機構は非常に合理的かつ効率的なものである。申請者は、酵素の触媒機構にヒントを得て、二核金属の協働効果と水素結合による基質の活性化をコンセプトに触媒を設計・合成した。中心金属をガドリニウムとした錯体を触媒として安息香酸、ベンジルアミンを用いて、当初目的としていた触媒的アミド化を試みたところ、目的のアミド化は全く進行せず、予想に反してベンジルアミンが酸化されたベンジルイミンが得られた。本酸化反応は,加圧条件や酸素雰囲気条件、空気のバブリングなどといった煩雑な操作を必要とせず、開放系で加熱攪拌するだけという簡便な操作、大気中の酸素を取り込み基質を酸化するというコストパフォーマンス、生成物以外の副生成物、溶媒は水のみという環境調和性という優れた特性を持っている。当初、触媒的アミド化反応の開発を目指して始めた研究であったが、研究の過程で予期せず有益な反応に出会うことができた。

如今，随着环境污染和全球变暖成为一个问题，未来化学工业中需要的是一个化学反应过程，其环境影响较低，原子能效率很高，这符合绿色化学的哲学。酶是由数十个至数百种氨基酸组成的蛋白质，是极好的催化剂，可促进体内化学反应，其催化机制非常合理且有效。申请人从酶的催化机理中汲取灵感，并设计和合成了催化剂，其催化剂的概念是双金属的合作作用以及通过氢键通过氢键激活底物的概念。当我们尝试使用与中央金属作为催化剂的中心金属作为催化剂的络合物使用苯甲酸和苄胺时，使用了催化酰胺，并且完全没有进行靶酰胺，并且与预期相反，偶联酶是通过氧化苄胺获得的。这种氧化反应不需要复杂的操作，例如加压条件，氧气气氛条件或空气冒泡，并且具有出色的特性，例如通过在开放系统中加热和搅拌，在大气中加热和搅拌，在大气中摄取氧气并氧化底物以及环境友好的成本效益，并且只有水为溶剂。最初，这项研究的目的是开发催化障碍反应，但是在研究过程中，我能够遇到意想不到的和有益的反应。