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アルコール酸化触媒

  • 工学部/工学研究科
  • 有機・高分子化学専攻
  • 有機化学講座
  • (触媒有機合成学研究グループ)

教授 石原 一彰[いしはら かずあき]

http://www.ishihara-lab.net/

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  • (触媒有機合成学研究グループ)

助教 Uyanik Muhammet[ウヤヌク ムハメット]

シーズの概要

触媒量の2-ヨードベンゼンスルホン酸とオキソン(共酸化剤)を用い、アルコールを選択的にアルデヒド、ケトン、カルボン酸へ酸化する技術を開発した。2-ヨードベンゼンスルホン酸はオキソンによって反応系中で酸化され、5価の2-ヨードキシベンゼンスルホン酸(IBS)になる。本反応では、IBSが実際の触媒活性種となり、オキソンの量の加減と溶媒効果によってアルコールを選択的に酸化する。

この研究の新規性・独創性

触媒量(0.05-5 mol%)のIBSを用いたアルコールの酸化技術は、従来の10-20 mol%のIBXを用いた技術と比較し、格段に触媒効率が向上した。また、段階的に水酸基を酸化できる点で従来技術とは全く異なる。本技術は環境に優しく安全なIBSとオキソンを用いている点で従来技術よりも優れている。

産学連携を目指した応用研究

医薬品及びその中間体の合成プロセス。

一言アピール

最近我々は触媒回転効率の向上、原子効率(生成物/原料)の向上、E-ファクター(廃棄物/原料)の低減、毒性化合物削減などの問題に取り組み、真に有効な酸・塩基複合型小分子人工酵素を幾つも開発した。触媒のスリム化は触媒量の削減に直結する。当研究室では、環境に優しい生体酵素反応に着目し、1万を優に超える分子量からなる酵素タンパクゆえの「環境低負荷条件での高度な触媒機能」を小分子レベルで再現し、それを凌駕する反応プロセスの実現を目指している。

キーワード

有機合成化学、バイオミメティックケミストリー、グリーンケミストリー、プロセスケミストリー、有機金属化学、触媒化学、酸塩基複合化学、化学触媒、人工酵素、不斉合成、立体選択的合成、医薬品、天然物、生理活性物質、機能性有機材料

保有技術

  • 有機合成技術
  • グローブボックス内実験
  • 有機立体構造解析

主な機器

  • NMR、IR、旋光計、HPLC、分取リサイクルHPLC、GC、GCMS、GPC、X線回折装置、グローブボックス、超音波装置、マイクロ波反応装置、極低温槽、低温槽、極低温保管庫、カールフィッシャー水分計、高真空ライン、パラレル合成装置、融点測定装置、高圧実験装置

主な特許

  • 「カルボニル化合物の製造方法およびカルボニル化合物の製造に用いる酸化促進剤」特許第4590514号
  • 「カルボニル化合物の製造方法」特開2008-247872

主な論文

  • “2-Iodoxybenzenesulfonic acid (IBS) as an extremely active catalyst for the selective oxidation of alcohols to aldehydes, ketones, carboxylic acids and enones with Oxone®,” Muhammet Uyanik, Matsujiro Akakura, Kazuaki Ishihara J. Am. Chem. Soc. 2009, 131(1), 251–262.
  • "“IBS-catalyzed oxidative rearrangement of tertiary allylic alcohols to enones with oxone®,” Muhammet Uyanik, Ryota Fukatsu, Kazuaki Ishihara, Org. Lett. 2009, 11(15), 3470–3473. "
  • "“2-Iodoxy-5-methylbenzenesulfonic acid-catalyzed selective oxidation of 4-bromobenzyl alcohol to 4-bromobenzaldehyde or 4-bromobenzoic acid with oxone,” Muhammet Uyanik, Kazuaki Ishihara, Org. Synth. 2012, 89, 105–114. "
  • “IBS-Catalyzed Regioselective Oxidation of Phenols to 1,2-Quinones with Oxone®,” Muhammet Uyanik, Tatsuya Mutsuga, Kazuaki Ishihara, Molecules 2012, 17(7), 8604–8616.