[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!

“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)

The following two tabs change content below.
cosine

cosine

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。 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. 2014年ノーベル化学賞・物理学賞解説講演会
  2. 化学物質恐怖症への処方箋
  3. 分子振動と協奏する超高速励起子分裂現象の解明
  4. 【書籍】「ルールを変える思考法」から化学的ビジネス理論を学ぶ
  5. ノーベル賞いろいろ
  6. カーボン系固体酸触媒
  7. 典型元素触媒による水素を還元剤とする第一級アミンの還元的アルキル…
  8. 有機合成化学協会誌2018年1月号:光学活性イミダゾリジン含有ピ…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. キレトロピー反応 Cheletropic Reaction
  2. 道修町ミュージアムストリート
  3. はじめての研究生活マニュアル
  4. タキサン類の全合成
  5. 電子ノートか紙のノートか
  6. 副反応を起こしやすいアミノ酸を迅速かつクリーンに連結する
  7. 武田、フリードライヒ失調症薬をスイス社と開発
  8. 高分子討論会:ソーラーセイルIKAROS
  9. ディーン・トースト F. Dean Toste
  10. 東京大学理学部 化学教室

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

香りの化学4

前回香りの化学3では香料業界のことについてお話ししましたが、今回は香料業界の今後についてのお話です。…

積水化学工業、屋外の使用に特化した養生テープ販売 実証実験で耐熱・対候性を訴求

積水化学工業機能テープ事業部は、道路舗装用など屋外での使用に特化した養生テープ「フィットライトテープ…

【チャンスは春だけ】フランスの博士課程に応募しよう!【給与付き】

皆さまこんにちは。以前ケムステにてフランスでの研究生活を紹介させて頂いた者です。さてそのフラ…

スケールアップで失敗しないために

化学を長年やっている助教や博士課程の学生にとっては当たり前のことでも、学部生や修士の学生がやってみる…

アカデミア有機化学研究でのクラウドファンディングが登場!

読者の皆さんの中には、既にご覧になった方もいらっしゃるかも知れません。有機化学アカデミック研…

1次面接を突破するかどうかは最初の10分で決まる

先日、ある大手メーカーの役員で、面接官もされている方とお話をした際、「1次面接を通る人って、どの会社…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP