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バイヤー・ビリガー酸化触媒

  • 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/

  • 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)

助教 UYANIK MUHAMMET[うやぬく むはめっと]

シーズの概要

バイヤー・ビリガー酸化反応はケトンを利用価値のあるエステルやラクトンに変換する方法として広く用いられれている。我々は、アルカリ金属やアルカリ土類金属の嵩高いボラート塩を触媒とし、30%の過酸化水素水を酸化剤に用いた、環境調和型高選択的バイヤー・ビリガー酸化反応を開発した。また、シュウ酸を助触媒として用いることで、触媒活性が大幅に向上し、基質適応範囲の拡張にも成功した。さらに、本法をβ–シリルシクロヘキサノンの酸化反応に適用し、酸化に続くβ脱離反応も一挙に進行することにより対応するアルケノイック酸を高収率かつ高選択的に合成することに成功した。過剰量の過酸化水素水を加えることにより4段階の反応(バイヤー・ビリガー酸化・β脱離・エポキシ化・環化)が一挙に進行し対応するヒドロキシラクトンを高い収率で得ることにも成功した。

この研究の新規性・独創性

求核性や塩基性を殆ど有しないフッ素で囲まれた嵩高いボラートをカウンターイオンとするアルカリやアルカリ土類金属塩は、親油性が非常に高い。そのため、従来の酸触媒と違って水存在下でも触媒機能を発揮でき、安価で安全な市販の30%過酸化水素水を酸化剤に用いるバイヤー・ビリガー酸化反応において優れた触媒活性及び化学選択性を示す。触媒回転数が高く、0.01-1 mol%の添加量で十分である。官能基選択性に優れている。複数の官能基を有するケトンやアルデヒドを基質に用いて官能基選択的バイヤー・ビリガー酸化することができる。また、幾つかの素反応をワンポットで連鎖的に反応性御する酸化型カスケード反応に応用出来る。

産学連携を目指した応用研究

ラクトンやエステルの合成

一言アピール

高活性バイヤー・ビリガー酸化触媒によるラクトンやエステルの合成

キーワード

エステル、ラクトン、バイヤー・ビリガー酸化・過酸化水素水、アルカリ金属、アルカリ土類金属

保有技術

  • ラクトンやエステルの合成

主な特許

  • 特許第5920889号

主な論文

  • M. Uyanik, D. Nakashima, K. Ishihara, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51(36), 9093–9096.
  • M. Uyanik, K. Ishihara, ACS Catal. 2013, 3(4), 513–520.