二官能性分子触媒とアンモニア水を用いる有機化合物の官能基選択的アミノ化

使用双功能分子催化剂和氨水对有机化合物进行官能团选择性胺化

基本信息

批准号：
11F01341
负责人：
斎藤進
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

含窒素有機化合物は医薬品や天然物, 生体高分子, 機能性材料およびこれらの原料として社会的にも学術的にも重要な位置を占める化合物である. 複雑な含窒素化合物の精密合成では多段階合成の終盤で窒素官能基を導入することが望ましい. アンモニア(NH3)は含窒素有機化合物を合成する際の窒素源として最も理想的な物質であり, アンモニア水は気体のアンモニアと比べてさらに扱いが容易である. しかしアンモニア水を用いて付加価値の高い複雑な含窒素化合物を合成できる手法は比較的限られている. これは狙った位置の望みの官能基にアンモニアを結合させる手法が十分に発達していないことに起因する. 本研究の目的はアンモニア水を用いた官能基選択的な有機物のアミノ化反応を開発することにある.当該年度での研究の結果, 遷移金属粒子を担持させた二酸化チタンを基本とした不均一系の光触媒を用いるとアルコールの直截的アミノ化反応が進行することを見出した. このアプローチは当初予定になかったものだが, 結果としてこちらの方法によりアンモニアも含めた様々なアミンのN一アルキル化法を開発することに成功した. 本法では, 従来法や前年度まで用いていた分子触媒より遥かに高い効率で多様なアミンを室温でN-アルキル化できる. 室温で反応が進行すること, 水の共存が問題にならないことから, 当初の目標であったアンモニア水の直接変換にも利用できる. すなわちアンモニア水, アルコールと光触媒を混合し, 光照射するだけで対応するトリアルキルアミンが高収率で得られる. 副生成物は水だけであるため, 得られたアミンは固体触喋を濾過した後, 溶媒の減圧留去および蒸留によって, もしくは塩化水素と反応させて塩酸塩として単離することができる.

含氮有机化合物是药物、天然产物、生物聚合物、功能材料及其原料的重要社会和学术化合物，复杂的含氮化合物的精确合成需要多个步骤。合成含氮有机化合物时，氨（NH3）是最理想的氮源，氨水比气态氨更容易处理。然而，使用氨水合成具有高附加值的复杂含氮化合物的方法相对有限。本研究的目的是开发使用氨水的有机物质的官能团选择性胺化反应。在这一年里，我们发现，当使用基于负载有过渡金属颗粒的二氧化钛的多相光催化剂时，可以进行醇的直接胺化反应，尽管这种方法最初并未计划，但我们已经成功开发了一种用于N的方法。 -使用以下方法对各种胺（包括氨）进行烷基化：可以用以下方法进行 N-烷基化由于反应在室温下进行，水的共存不成问题，因此也可以用于氨水的直接转化，这也是最初的目标。换句话说，只需将氨水、醇和光催化剂并用光照射，可以高收率地获得相应的三烷基胺，由于唯一的副产物是水，因此可以通过过滤固体催化剂、在还原条件下除去溶剂来纯化所获得的胺。压力和蒸馏。或者，可以通过与氯化氢反应以盐酸盐形式将其分离。