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化学者のつぶやき

常圧核還元(水添)触媒 Rh-Pt/(DMPSi-Al2O3)

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一般的な特長

Rh-Pt/(DMPSi-Al2O3)は、優れた活性を示す水素還元(水添)触媒です。ロジウムと白金の二元金属系ナノ粒子(粒子径:5-6 nm)が、ジメチルポリシランとアルミナに担持された固定化触媒であり、回収・再利用が可能、そして金属成分の溶出もありません。

一般的に芳香環の水添反応は高圧条件を必要としますが、本触媒は常圧(1 atm, H2)で進行します。例えば、内部を水素置換した通常のガラス容器に水素バルーンを接続するだけの簡便な操作です。また、触媒をカラムに充填すればフロー反応が可能です。

<特長>

  • バッチ反応、連続フロー反応に適用可能
  • 穏やかな条件で、幅広い基質の芳香環水素化が可能
  • 連続フロー法では、50日間以上の連続運転が可能
  • フロー反応の触媒回転頻度(TOF)はバッチ反応の最大27倍に到達

反応例

基質一般性があり、様々な芳香族化合物の核水添ができます。2環性のキノリンの場合は80℃、10 atmの条件で部分還元された生成物が得られます。

また、本触媒は幅広い医薬品や機能性材料への合成などに適用できます。例えば、アルツハイマー型認知症進行抑制剤であるドネペジルの中間体合成では、同一分子内に2つの芳香環(ピリジン環、4置換ベンゼン環)など複数の反応点がありますが、このうちピリジン環と二重結合のみが還元されます。そのままワンポット法で次工程のベンジル化まで進めて、目的物を高収率で得たと報告されています1)

さらに、還元的クロスアミノ化反応にも適用できます。芳香族アミンの還元条件に脂肪族アミンを存在させることで、N -アルキルシクロヘキシルアミンが効率よく得られます2)。金属ナノ粒子表面上に脂肪族アミンが強く引き寄せられ、アニリンから生じたシクロヘキシルイミンと即座に反応するため、ジシクロへキシルアミンの副生は少なくなります。

フロー反応への適用も・・・

フロー反応の場合は、反応時間が短縮できるこのような高活性触媒が適しています。バッチ反応では実現できない細かい条件設定によって、高選択性の発現、副生成物の大幅な低減などのメリットが得られる可能性があるので、特にフロー反応をご検討中の皆様にお勧めです。試薬の情報やフロー反応の条件など、詳細については関連サイトなどでぜひご確認ください!

 

1) Miyamura, H., Suzuki, A. Yasukawa, T., Kobayashi, S., J.Am.Chem.Soc., 140, 11325 (2018).

DOI: 10.1021/jacs.8b06015

2) Suzuki, A., Miyamura, H., and Kobayashi, S., Synlett , 30, 387 (2019).

DOI: 10.1055/s-0037-1611341

 

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