[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

アルコールを空気で酸化する!

[スポンサーリンク]

“Highly Efficient, Organocatalytic Aerobic Alcohol Oxidation”
Shibuya, M.; Osada, Y.; Sasano, Y.; Tomizawa, M.; Iwabuchi, Y.* J. Am. Chem. Soc. 2011, ASAP doi:10.1021/ja110940c

金属を使わず、空気中の酸素を使って化合物を酸化する―これは化学者であれば誰しもが夢見る、理想的な化学反応の一つでしょう。有害性が低く、原理的には水だけが廃棄物になるという、クリーンかつ安全な反応にできるためです。

しかし誰もが望む反応形式でありながら、そのような触媒条件は今もって実用レベルにありません。とりわけ大気濃度が20%しかない空気中の酸素を活用するには、相当に効率のよい触媒を開発しなくてはならず、開発難度は高いとされています。

このたび東北大学の岩淵好治グループは、そのような理想的化学反応のひとつ、「常温常圧でアルコールを空気酸化する触媒反応」の開発を成し遂げました。


鍵となるのは、著者らによって独自開発された有機触媒「AZADO」[1]。同カテゴリに属する酸化触媒TEMPOに比べ活性点周りの立体障害が少ないため、より優れた触媒活性を示すことが知られています。

AZADO_O2_3著者らは既報の条件[2]を参考に、亜硝酸ナトリウムを共触媒として加えることで、フッ素置換型AZADOによる触媒的酸素酸化を達成しました。この触媒系のアドバンテージは、低い触媒使用量(1 mol%)、多官能基性の化合物に広く適用可能な点にあります。特に自己アルドール縮合やα位のエピメリ化などを引き起こしがちできれいな酸化が困難とされる、脂肪族第一級アルコールを効率よく酸化できる点は、特筆に値するのではないでしょうか。

AZADO_O2_2また著者らはフッ素の導入により実際に酸化電位が上昇し、活性の向上に寄与していること(5-F-AZADO=+413mV、AZADO=+236mV)、活性中間体とされるオキソアンモニウム塩を単離し、同様の酸化触媒活性を持つことを実験的に確かめています。

以上を踏まえて、下記のような触媒サイクルが提唱されています。

AZADO_O2_4なかなかに使ってみたくなる条件であり、触媒が安価に入手できるようになれば一気に普及する力を持った手法に見受けられます。今後更なる改善が進むことを期待したいです。

 

関連文献

[1] (a) Shibuya, M.; Sato, T.; Tomizawa, M.; Iwabuchi, Y. Chem. Commun. 2009, 1739. DOI: 10.1039/B822944A (b) Shibuya, M.; Tomizawa, M.; Suzuki, I.; Iwabuchi, Y. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8412. DOI: 10.1021/ja0620336

[2] Liu, R.; Liang, X.; Dong, C.; Hu, X. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4112.  DOI: 10.1021/ja031765k

 

関連書籍

関連リンク

東北大学薬学部 岩淵好治研究室

酸化反応①AZADO (若き有機合成化学者の奮闘記)

1-Me-AZADO使ってみました (若き有機合成化学者の奮闘記)

AZADOの解説記事
和光純薬時報 (PDF)
WAKO Oganic Square (PDF)

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 分子模型を比べてみた
  2. 化学系ブログのインパクトファクター
  3. 化学者だって数学するっつーの! :定常状態と変数分離
  4. 2023年から始めるマテリアルズ・インフォマティクスの進め方 〜…
  5. ChemDrawの使い方【作図編⑤ : 反応機構 (後編)】
  6. 2022 CAS Future Leaders プログラム参加者…
  7. ゲルマベンゼニルアニオンを用いた単原子ゲルマニウム導入反応の開発…
  8. C–C, C–F, C–Nを切ってC–N, C–Fを繋げるβ-フ…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 機能指向型合成 Function-Oriented Synthesis
  2. 薬学会一般シンポジウム『異分野融合で切り込む!膜タンパク質の世界』
  3. −(マイナス)と協力して+(プラス)を強くする触媒
  4. 化学系研究室ホームページ作成ガイド
  5. リアル『ドライ・ライト』? ナノチューブを用いた新しい蓄熱分子の設計-後編
  6. 環境、人体に優しい高分子合成を開発 静大と製薬会社が開発
  7. ベンジルオキシカルボニル保護基 Cbz(Z) Protecting Group
  8. 薬学会年会も付設展示会キャンペーンやっちゃいます
  9. Lectureship Award MBLA 10周年記念特別講演会
  10. 触媒表面の化学反応をナノレベルでマッピング

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2011年4月
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930  

注目情報

最新記事

光と水で還元的環化反応をリノベーション

第609回のスポットライトリサーチは、北海道大学 大学院薬学研究院(精密合成化学研究室)の中村顕斗 …

ブーゲ-ランベルト-ベールの法則(Bouguer-Lambert-Beer’s law)

概要分子が溶けた溶液に光を通したとき,そこから出てくる光の強さは,入る前の強さと比べて小さくなる…

活性酸素種はどれでしょう? 〜三重項酸素と一重項酸素、そのほか〜

第109回薬剤師国家試験 (2024年実施) にて、以下のような問題が出題されま…

産総研がすごい!〜修士卒研究職の新育成制度を開始〜

2023年より全研究領域で修士卒研究職の採用を開始した産業技術総合研究所(以下 産総研)ですが、20…

有機合成化学協会誌2024年4月号:ミロガバリン・クロロププケアナニン・メロテルペノイド・サリチル酸誘導体・光励起ホウ素アート錯体

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2024年4月号がオンライン公開されています。…

日本薬学会第144年会 (横浜) に参加してきました

3月28日から31日にかけて開催された,日本薬学会第144年会 (横浜) に参加してきました.筆者自…

キシリトールのはなし

Tshozoです。 35年くらい前、ある食品メーカが「虫歯になりにくい糖分」を使ったお菓子を…

2つの結合回転を熱と光によって操る、ベンズアミド構造の新たな性質を発見

 第 608回のスポットライトリサーチは、北海道大学大学院 生命科学院 生命科学専攻 生命医…

スポットライトリサーチ まとめ【初回〜第200回まで】

ケムステの人気企画スポットライトリサーチ、2015 年に始まって以来、2024 年現…

【産総研・触媒化学融合研究センター】新卒・既卒採用情報

触媒センターでは、「個の力」でもある触媒化学を基盤としつつも、異分野に積極的に関…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP