水中フロー有機分子変換を実現するポリマー担持ユビキタス金属触媒の開発

开发普遍存在的聚合物负载金属催化剂用于水下流动有机分子转化

基本信息

批准号：
15F15039
负责人：
魚住泰広
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Institute for Molecular Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、次世代型有機分子変換工程の必要要件である高効率分子変換、地球資源の有効活用、環境調和、持続性をすべて満たした、究極的な環境調和型触媒的分子変換工程の実現を目指し、水中フロー有機分子変換を実現するポリマー担持ユビキタス金属触媒の開発を実施した。本研究課題で得られた研究成果の概要を以下に示す。（１）末端アルキンの酸化的ホモカップリング反応を触媒するポリマー担持銅錯体の新規開発：ポリスチレンポリマー担持テトラエチルジエチレントリアミン－銅(II)錯体を新規に開発し、末端アルキンの酸化的ホモカップリング反応に適用した。その結果、本錯体触媒存在下、反応が効率良く進行し、目的とする1,3-ジインが最高99%収率で得られた。本錯体触媒は、回収・再利用が可能であり、触媒活性を失うことなく8回再利用可能であった。（２）両親媒性ポリマー担持ポリ（ジエチレントリアミン）－銅錯体の新規開発およびアルコールの酸素酸化反応、水中ヒュスゲン1,3-双極子環化付加反応への展開：両親媒性ポリスチレン－ポリエチレングリコールポリマー担持ポリ（ジエチレントリアミン）－銅錯体を開発し、アルコールの酸素酸化反応および水中ヒュスゲン1,3-双極子環化付加反応に適用した。その結果、いずれの反応においても、本担持錯体触媒存在下、反応が効率良く進行し、目的とするカルボニル化合物および1,2,3-トリアゾールが良好な収率で得られた。また、本錯体触媒も、回収・再利用が可能であった。水中ヒュスゲン1,3-双極子環化付加反応に関しては、フロー反応システムを用いて実施したところ、反応がわずか22秒で完結し、目的とする1,2,3-トリアゾールが最高99％の収率で得られることを見出した。

在这个研究项目中，我们将开发终极环保的催化分子转化工艺，满足下一代有机分子转化工艺的所有要求：高效分子转化、有效利用地球资源、环境和谐和可持续发展。为了实现这一目标，我们开发了一种聚合物支撑的普适金属催化剂，可实现水下流动有机分子转化。本研究项目所取得的研究成果总结如下。 (1)催化末端炔烃氧化自偶联反应的聚合物负载铜配合物的新进展：开发了一种新型聚苯乙烯聚合物负载的四乙基二乙烯三胺-铜(II)配合物，用于催化末端炔烃的氧化自偶联反应。结果，反应在该络合催化剂的存在下有效地进行，并以99%的最大收率获得了所需的1,3-二炔。这种复合催化剂可以回收和重复使用，并且可以重复使用八次而不丧失催化活性。（2）两亲性聚合物负载聚二乙烯三胺-铜配合物的新进展及其在醇氧氧化反应和水下Hüsgen 1,3-偶极环加成反应中的应用：两亲性聚苯乙烯-聚乙二醇聚合物负载A聚二乙烯三胺-开发了铜配合物并将其应用于醇的氧氧化反应和水中的Hüsgen 1,3-偶极环加成反应。结果，在所有反应中，反应在本负载络合物催化剂的存在下有效地进行，并且以良好的收率获得了目标羰基化合物和1,2,3-三唑。此外，本发明的络合物催化剂还可以回收和再利用。 Hüsgen 1,3-偶极环加成反应在水中使用流动反应系统进行，反应仅在 22 秒内完成，生成了所需的 1,2,3-三唑，产率高达 99%。它可以以较低的速率获得。