アミド化合物の製造方法とその触媒
【課題】比較的マイルドな条件で、高い選択性及び高い転化率をもって、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を製造する方法を提供すること。
【解決手段】架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有する触媒の存在下、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を得る工程を備え、前記ナノサイズクラスターが、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするアミド化合物の製造方法。
【解決手段】架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有する触媒の存在下、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を得る工程を備え、前記ナノサイズクラスターが、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするアミド化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を製造する方法、並びに当該製造方法に好適に使用される触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
金ナノサイズクラスターを触媒として用いる酸素酸化反応は、１９８９年Ｈａｒｕｔａらによって、低温一酸化炭素酸化反応において非常に高活性であると報告された（非特許文献１）。
【０００３】
一方、酸素を酸化剤として用いた金属触媒によるアルコールのアルデヒド、ケトン、カルボン酸への酸化反応は、ルテニウムやパラジウム触媒等を用いる例が、均一系触媒、固相触媒ともに多数報告されている。また、近年、金クラスターを触媒として用いる例も多数報告されている（非特許文献２）。
【０００４】
本願発明者らは、マイクロカプセル化法を用いてスチレン系高分子に遷移金属ナノサイズクラスターを担持することにより、パラジウムや白金に於いて非常に高活性な触媒の製造ができることを見出してきた（非特許文献３〜４、特許文献１，３）。
【０００５】
また、金触媒についても、酸化反応でカルボニル化合物が生成することが報告されている（特許文献２）。
【０００６】
またアルコール（エステル）とアミンとから脱水素を伴って（ポリ）アミドを合成する方法も知られており、主としてルテニウム触媒が使用されている（非特許文献５，６）。
【０００７】
上記と同様な反応で、ルテニウム触媒でアルコールとアミンとから脱水素を伴ってイミンを合成する方法も報告されている（非特許文献７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０８５３０７
【特許文献２】特開２００７−２３７１１６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０７７７３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｊ．Ｃａｔａｌ．１９８９，１１５，３０１−３０９．
【非特許文献２】Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．２００４，１０４，３０３７−３０５８．
【非特許文献３】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００５，１２７，２１２５−２１３５．
【非特許文献４】Ｓｙｎｌｅｔｔ ２００５，８１３−８１６．
【非特許文献５】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１１，１３３，１６８２．
【非特許文献６】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１１，１３３，１１５９．
【非特許文献７】Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，２０１０，４９，１４６８．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
これまでアルコールとアミンとからのアミド化反応についてはルテニウム触媒を用いた例が報告されているが、いずれの方法においても、トルエンリフラックス条件などの、比較的高温を必要とし、また２４時間以上の反応時間を必要とする。
【００１１】
また、ルテニウム触媒を用いる場合は、選択性の点でも改善の余地がある。すなわち、反応基質が不飽和アルコールや不飽和アミンであると、ルテニウム触媒が水素化触媒として機能し、脱水素反応に伴って発生する水素によって上記の反応基質又は反応生成物の水素化反応が進行してしまう。
【００１２】
本発明は、比較的マイルドな条件で、高い選択性及び高い転化率をもって、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を製造する方法、並びに、当該製造方法に好適に使用される触媒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有する触媒の存在下、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を得る工程を備え、前記ナノサイズクラスターが、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするアミド化合物の製造方法を提供する。
【００１４】
また、本発明は、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有し、前記ナノサイズクラスターが、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする触媒を提供する。
【００１５】
なお、本発明の触媒において、担体には、金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターの他に、鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属のナノサイズクラスターが担持されていてもよい。
【００１６】
本発明においては、上記スチレン系高分子が架橋性官能基としてエポキシ基及び水酸基を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、比較的マイルドな条件で、高い選択性及び高い転化率をもって一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を製造する方法、並びに、当該製造方法に好適に使用される触媒が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１で得られたＮ−ベンジル−４−メチルベンズアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２】実施例１で得られたＮ−ベンジル−４−メチルベンズアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３】実施例４で得られたＮ−ベンジル−３−フェニルプロパンアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図４】実施例４で得られたＮ−ベンジル−３−フェニルプロパンアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図５】実施例５で得られたパラメトキシ安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図６】実施例５で得られたパラメトキシ安息香酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図７】実施例６で得られたパラニトロ安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図８】実施例６で得られたパラニトロ安息香酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図９】実施例７で得られた１−ナフタレン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図１０】実施例７で得られた１−ナフタレン酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図１１】実施例８で得られた２−フランカルボン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図１２】実施例８で得られた２−フランカルボン酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図１３】実施例９で得られたピコリン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図１４】実施例９で得られたピコリン酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図１５】実施例１０で得られたけい皮酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図１６】実施例１０で得られたけい皮酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図１７】実施例１１で得られたアクリル酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図１８】実施例１１で得られたアクリル酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図１９】実施例１２で得られた酢酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２０】実施例１２で得られた酢酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図２１】実施例１３で得られた酢酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２２】実施例１３で得られた酢酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図２３】実施例１４で得られたシクロヘキサン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２４】実施例１４で得られたシクロヘキサン酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図２５】実施例１５で得られた安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２６】実施例１５で得られた安息香酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図２７】実施例１６で得られた安息香酸ヘキシルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２８】実施例１６で得られた安息香酸ヘキシルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図２９】実施例１７で得られた安息香酸オクチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図３０】実施例１７で得られた安息香酸オクチルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３１】実施例１８で得られた安息香酸アリルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図３２】実施例１８で得られた安息香酸アリルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３３】実施例１９で得られた安息香酸イソペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図３４】実施例１９で得られた安息香酸イソペンチルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３５】実施例２０で得られた安息香酸メタクロロアニリドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図３６】実施例２０で得られた安息香酸メタクロロアニリドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３７】実施例２１で得られた安息香酸ネオペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図３８】実施例２１で得られた安息香酸ネオペンチルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３９】実施例２２で得られた安息香酸シクロペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図４０】実施例２２で得られた安息香酸シクロペンチルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図４１】実施例２３で得られた（Ｒ）−Ｎ−（１−フェニルエチル）ベンズアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図４２】実施例２３で得られた（Ｒ）−Ｎ−（１−フェニルエチル）ベンズアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図４３】実施例２４で得られた安息香酸アミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図４４】実施例２４で得られた安息香酸アミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図４５】実施例２５で得られた安息香酸Ｎ−メチルベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートをである。
【図４６】実施例２５で得られた安息香酸Ｎ−メチルベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図４７】実施例２６で得られたベンゾイルモルフォリンの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図４８】実施例２６で得られたベンゾイルモルフォリンの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図４９】実施例２７で得られた安息香酸−Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図５０】実施例２７で得られた安息香酸−Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図５１】実施例２８で得られた安息香酸ピペリジンアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図５２】実施例２８で得られた安息香酸ピペリジンアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図５３】実施例２９で得られたＮ−ベンゾイル−Ｌ−アラニンの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図５４】実施例２９で得られたＮ−ベンゾイル−Ｌ−アラニンの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図５５】実施例２９で行った、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートである。
【図５６】実施例２９で行った、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートである。
【図５７】実施例３０で得られたベンゾイルグリシンの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図５８】実施例３０で得られたベンゾイルグリシンの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図５９】実施例３１で得られた１−（Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−アラニル）−ピペリジンの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図６０】実施例３２で得られた１−（Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−アラニル）−ピペリジンの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図６１】実施例２９で行った、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートである。
【図６２】実施例２９で行った、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態；触媒］
本発明の第１実施形態に係る触媒は、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有するものであり、前記ナノサイズクラスターは、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種である。なお、本実施形態に係る触媒において、担体には、金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターの他に、鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属のナノサイズクラスターが担持されていてもよい。
【００２０】
ナノサイズクラスターが金からなるナノサイズクラスターである場合、本実施形態に係る触媒は、以下の（Ａ−１）〜（Ａ−３）工程を経て得ることができる。
（Ａ−１）工程：１価又は３価の金化合物を、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子及びカーボンブラック等を含む溶液中で還元剤により還元する。
（Ａ−２）工程：上記溶液に上記スチレン系高分子に対する貧溶媒を加えて相分離させることにより、金からなるナノサイズクラスターを形成させ、該ナノサイズクラスター及び上記カーボンブラックをスチレン系高分子に担持する。
（Ａ−３）工程：上記スチレン系高分子の上記架橋性官能基を架橋させる。
【００２１】
ナノサイズクラスターが金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターである場合、本実施形態に係る触媒は、以下の（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）工程を経て得ることができる。
（Ｂ−１）工程：１価又は３価の金化合物並びに任意の価数の鉄化合物、コバルト化合物及びニッケル化合物から選ばれる少なくとも１種を、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子及びカーボンブラックを含む溶液中で還元剤により還元する。
（Ｂ−２）工程：上記溶液に上記スチレン系高分子に対する貧溶媒を加えて相分離させることにより、金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる８族金属とのナノサイズクラスターを形成させ、該ナノサイズクラスター及び上記カーボンブラックをスチレン系高分子に担持する。
（Ｂ−３）工程：上記スチレン系高分子の上記架橋性官能基を架橋させる。
【００２２】
上記（Ａ−１）及び（Ａ−２）工程における金からなるナノサイズクラスター及びカーボンブラックのスチレン系高分子への担持、並びに上記（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）工程における金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる８族金属とのナノサイズクラスター及びカーボンブラックのスチレン系高分子への担持は、金化合物あるいは更に上記所定の８属化合物と、スチレン系高分子と、カーボンブラックとを、ａ）適当な極性の良溶媒に溶解し還元剤と混合した後適当な非極性の貧溶媒で凝集させる、又はｂ）適当な非極性又は低極性の良溶媒に溶解し還元剤と混合した後適当な極性の貧溶媒で凝集させることにより行われる。金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる８族金属とのナノサイズクラスターはスチレン系高分子の芳香環との相互作用により担持される。
【００２３】
尚、極性の良溶媒としてはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、アセトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などがあり、非極性又は低極性の良溶媒としてはトルエン、ジクロロメタン、クロロホルムなどが使用できる。極性の貧溶媒としてはメタノール、エタノール、ブタノール、アミルアルコールなどがあり、非極性の貧溶媒としてはヘキサン、ヘプタン、オクタンなどが使用できる。
【００２４】
金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる８族金属とのナノサイズクラスターを架橋性ポリマーに担持する際のポリマーの濃度は、用いる溶媒やポリマーの分子量によっても異なるが、約５．０〜２００ｍｇ／ｍＬ、好ましくは１０〜１００ｍｇ／ｍｌである。１価又は３価の金化合物は、ポリマー１ｇに対して、０．０１〜０．５ｍｍｏｌ、好ましくは０．０３〜０．２ｍｍｏｌ使用する。鉄化合物、コバルト化合物、ニッケル化合物は、ポリマー１ｇに対して、０．０１〜０．５ｍｍｏｌ、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍｏｌ使用する。還元剤は、還元に必要な量の１〜１０当量使用するが、例えば１価の金化合物及び４価の白金化合物を、水素化ホウ素ナトリウムで還元する場合の水素化ホウ素ナトリウムは、金化合物及び鉄、コバルト、ニッケル化合物の０．５〜５倍モルが好適である。還元に必要な温度および時間は金化合物、鉄、コバルト、ニッケル化合物及び還元剤の種類によるが、通常は０℃〜５０℃の間、好ましくは室温で、１〜２４時間で行われる。相分離する際の貧溶媒は、良溶媒に対して１〜１０（ｖ／ｖ）倍量、好ましくは２〜５倍量使用し、０．５〜５時間程度で滴下する。
【００２５】
本実施形態に使用する１価又は３価の金化合物としては、ハロゲン化金や、ハロゲン化金のトリフェニルホスフィン錯体が好ましい。特に、ＡｕＣｌ（ＰＰｈ３）が好ましい。
【００２６】
本実施形態に使用する鉄化合物は特に限定されることなく、鉄を含む化合物であれば使用可能である。強いて挙げれば、ハロゲン化鉄、鉄錯体が好ましく使用できる。具体的にはフッ化鉄（ＩＩ）、フッ化鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、臭化鉄（ＩＩ）、臭化鉄（ＩＩＩ）、ヨウ化鉄（ＩＩ）、ヨウ化鉄（ＩＩＩ）、フェロシアン化カリウム、フェリシアン化カリウムなどが挙げられ、この中でも塩化鉄が好ましく使用される。
【００２７】
コバルト化合物は特に限定されることなく、コバルトを含む化合物であれば使用可能である。ハロゲン化コバルト、アミン錯体、シアノ錯体などが好ましく使用できる。具体的にはフッ化コバルト（ＩＩ）、フッ化コバルト（ＩＩＩ）、塩化コバルト（ＩＩ）、塩化コバルト（ＩＩＩ）、臭化コバルト（ＩＩ）、臭化コバルト（ＩＩＩ）、ヨウ化コバルト（ＩＩ）、ヨウ化コバルト（ＩＩＩ）などが挙げられ、さらにこれらにアンモニア分子がついたコバルトアンミン錯体も同様に好ましく使用できる。
【００２８】
ニッケル化合物としては特に限定をすることなく、ニッケルを含む化合物であれば使用可能である。ハロゲン化コバルト、アミン錯体、シアノ錯体などが好ましく使用できる。具体的にはフッ化ニッケル（ＩＩ）、塩化ニッケル（ＩＩ）、臭化ニッケル（ＩＩ）、ヨウ化ニッケル（ＩＩ）などが好ましく使用できる。
【００２９】
金化合物並びに鉄化合物、ニッケル化合物及びコバルト化合物から選ばれる少なくとも１種を還元する際に使用する還元剤は、水素化ホウ素化合物、ボラン、水素化アルミニウム化合物又は水素化ケイ素化合物であることが好ましい。
【００３０】
カーボンブラックとしては、特に限定はなくファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ケッチェンブラックなどが使用できる。なかでも、粒径、表面積から）ケッチェンブラックが好ましく使用できる。
【００３１】
スチレン系高分子は、架橋性官能基を含む側鎖を有する。上記架橋性官能基としてエポキシ基及び水酸基を含むことが好ましい。架橋性官能基を含む側鎖としては、架橋性官能基のみから成るものであっても、二価の基に架橋性官能基が結合したものでもよい。
【００３２】
上記二価の基としては、比較的短いアルキレン基、例えば、炭素数が１〜６程度のアルキレン基であってもよいが、−Ｒ１（ＯＲ２）ｗ−、−Ｒ１（ＣＯＯＲ２）ｘ−、又は−Ｒ１（ＣＯＯＲ２）ｙ（ＯＲ２）ｚ−（式中、Ｒ１は共有結合又は炭素数１〜６、好ましくは共有結合又は炭素数１〜２のアルキレン基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して炭素数２〜４、好ましくは炭素数２のアルキレン基を表し、ｗ、ｘ及びｚは１〜１０の整数、ｙは１又は２を表す。）で表される主鎖をもつものが親水性であるため好ましい。このような好ましい二価の基として、−ＣＨ２（ＯＣ２Ｈ４）４−や−ＣＯ（ＯＣ２Ｈ４）４−等が挙げられる。
【００３３】
スチレン系高分子としては、下記一般式（１）で表される重合性単量体と、下記一般式（２）で表される重合性単量体と、下記一般式（３）で表される重合性単量体との重合体が特に好ましい。
【化１】
（式（１）中、Ｒ１は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキル基を示し、ｎは０〜５の整数を示す。）
【化２】
（式（２）中、Ｒ１は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキル基を示し、ｍは０〜４の整数である。
【化３】
（式（３）中、Ｒ１は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキル基を示し，Ｒ３〜Ｒ６は各々独立に水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を示し、ｍは０〜４の整数を示し、ｐは１〜３０の整数を示す。）
【００３４】
一般式（１）で表される重合性単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンが好ましい。さらに、スチレン（Ｒ１が水素原子）又はα−メチルスチレン（Ｒ１がメチル基）が、重合反応性の高さから特に好ましい。
【００３５】
一般式（２）で表される重合性単量体としては、４−ビニルベンジルグリシジルエーテル（Ｒ１＝水素原子、ｍ＝０）、４−イソプロペニルベンジルグリシジルエーテル（Ｒ１＝メチル基、ｍ＝０）が好ましい。スチレン部位の炭素炭素二重結合のパラ位にグリシジルエーテル基を配置させることが、金属の担持能力を向上させるため好ましい。
【００３６】
一般式（３）で表される重合性単量体において、ｐは１〜３０の整数を示すが、原料の入手しやすさ、水溶性と油溶性とのバランスの点から、ｐは１〜６の整数であることが好ましい。
【００３７】
一般式（３）で表される重合性単量体としては、４−ビニルベンジルアルコール、４−イソプロペニルベンジルアルコール、２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エタノール、２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（２−（２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノールが好ましい。スチレン部位の炭素炭素二重結合のパラ位にアルコールを配置させることが、金属の担持能力を向上させるため好ましい。
【００３８】
また、上記一般式（２）で表される重合性単量体としては、式中のＲ１が水素原子又はメチル基であるものが好ましいく、Ｒ１が水素原子であるもの（下記式（４）で表される重合性単量体）が特に好ましい。
【化４】
【００３９】
上記一般式（１）で表される重合性単量体と、上記一般式（２）で表される重合性単量体と、上記一般式（３）で表される重合性単量体とを共重合させる方法は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合のいずれでも構わないが、架橋性官能基をより確実に維持する点から、ラジカル重合が好適に用いられる。
【００４０】
ラジカル重合に用いられるラジカル開始剤は、特に制限されず、アゾビスジイソブチロニトリルなどの脱窒素を伴うラジカル発生剤、有機過酸化物が好適に使用される。
【００４１】
上記一般式（１）で表される重合性単量体と、上記一般式（２）で表される重合性単量体と、上記一般式（３）で表される重合性単量体とを共重合させる場合、上記一般式（１）で表される重合性単量体／上記一般式（２）で表される重合性単量体／上記一般式（３）で表される重合性単量体のモル比は、好ましくは１〜９９／１〜８０／１〜８０、より好ましくは１〜９９／５〜６０／１０〜６０、さらに好ましくは１〜９９／１０〜５０／２０〜５０である。各重合性単量体の割合を上記の好ましい範囲内とすることで、親水性と疎水性とのバランスを良好に保ち、金属を好適に分散させることができる。
【００４２】
スチレン系高分子の重量平均分子量は、１万から１５万であることが好ましい。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定することができる。スチレン系高分子の重量平均分子量が１万〜１５万であることが好ましい。
【００４３】
上記（Ａ−１）又は（Ｂ−１）工程において、スチレン系高分子、カーボンブラック、金化合物、あるいは更に鉄化合物、コバルト化合物及びニッケル化合物から選ばれる少なくとも１種の８属金属化合物を、上記のような適当な溶媒に還元剤と共に溶解すると、金化合物あるいは更に８属金属化合物がまず還元を受ける。金化合物又は８属金属化合物に配位子が結合していた場合は、その際に配位子が脱離する。還元された金及び８属金属はクラスターとして高分子の疎水性部分に取り込まれ、高分子の芳香環から電子供与を受け微小な状態でも安定化される。その後、高分子に対する貧溶媒を加えることにより、金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターと、カーボンブラックと、が担持されたスチレン系高分子を相分離させることができる。
【００４４】
本実施形態に係る触媒においては、金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターの大部分、あるいは更に鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属のナノサイズクラスターの大部分が、ミセルの疎水性部分（スチレン系高分子の芳香環）に均一に分散して存在していると考えられる。このように金属が微小なクラスター（微小金属塊）となっているため、高い触媒活性を示すことができる。カーボンブラックと共にスチレン系高分子に担持されているクラスター１個の平均径は２０ｎｍ以下、好ましくは０．３〜２０ｎｍ、より好ましくは０．３〜１０ｎｍ、更に好ましくは０．３〜５ｎｍ、より更に好ましくは０．３〜２ｎｍ、最も好ましいのは０．３〜１ｎｍである。
【００４５】
金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターの径及び価数等の周辺環境は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）又は拡張Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）で測定することができる。
【００４６】
上記（Ａ−３）及び（Ｂ−３）工程では、金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターと、カーボンブラックと、を担持したスチレン系高分子の架橋性官能基を架橋させる。金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターは、架橋により安定化すると共に、種々の溶剤に対して不溶化する。したがって、本実施形態に係る触媒においては、上記のクラスターの漏れを十分に防止することができる。架橋反応により、上記のクラスターを担持した高分子鎖同士を結合させることや、架橋基を有する材料など適当な担体に結合させることもできる。
【００４７】
架橋反応は、無溶媒条件で、加熱や紫外線照射、好ましくは加熱により架橋性官能基を反応させることにより行う。架橋反応はこれらの方法以外にも、使用する直鎖型有機高分子化合物を架橋するための従来公知の方法である、例えば架橋剤を用いる方法、過酸化物やアゾ化合物等のラジカル重合触媒を用いる方法、酸又は塩基を添加して加熱する方法、例えばカルボジイミド類のような脱水縮合剤と適当な架橋剤を組み合わせて反応させる方法等に準じても行うことができる。上記（Ａ−３）又は（Ｂ−３）工程においては、上記スチレン系高分子の上記架橋性官能基を加熱により架橋させることが好ましい。
【００４８】
架橋性官能基を加熱により架橋させる際の温度は、通常５０〜２００℃、好ましくは７０〜１８０℃、より好ましくは１００〜１６０℃である。加熱架橋反応させる際の反応時間は、通常０．１〜１００時間、好ましくは１〜５０時間、より好ましくは２〜１０時間である。
【００４９】
なお、本実施形態に係る触媒の使用形態は特に制限されない。例えば、上記の様にして製造した高分子担持クラスターを、塊や膜としてもよく、また、担体に固定することもできる。ガラス、シリカゲル、樹脂などの担体表面の架橋性官能基（例えば、水酸基やアミノ基など）と金、金と鉄および／またはコバルトおよび／またはニッケル含有ポリマーの架橋性官能基とを架橋反応させると、高分子担持金、金と鉄および／またはコバルトおよび／またはニッケルクラスターは担体表面に強固に固定される。また適当な樹脂やガラスで出来た反応容器の表面に、ミセルの架橋性官能基を使用して高分子担持金、金と鉄および／またはコバルトおよび／またはニッケルクラスター組成物を固定化してやれば、より再使用が簡便な触媒担持反応容器として使用できる。
【００５０】
このようにして得られた触媒において、架橋型クラスター含有ポリマーミセルは多くの空孔を有しており、適当な溶剤で膨潤して表面積を拡大する。また担持された金あるいは更に鉄、コバルト、ニッケルは数ナノメートル以下の非常に小さいクラスターを形成する。
【００５１】
［第２実施形態；アミド化合物の製造方法］
本発明の第２実施形態に係るアミド化合物の製造方法は、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持された金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種のナノサイズクラスターと、前記担体に担持されたカーボンブラックとを有する触媒の存在下、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を得る工程を備える。
【００５２】
上記製造方法を用いると、高い選択性及び高い転化率をもって、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を製造することができる。
【００５３】
なお、本実施形態における触媒は、上記第１実施形態に係る触媒と同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。
【００５４】
基質である一級アルコールは、一級アルコールであればいかなるものでも使用でき、例えば芳香族基を含むものでも、オレフィン基を含むものでもよい。より具体的には、一級アルコールをＲ２ＣＨ２ＯＨで表す場合、Ｒ２は水素原子、鎖式脂肪族基、脂環式脂肪族基、芳香族基、又はこれらの基にヘテロ原子が含まれるものを示す。また、Ｒ２が鎖式脂肪族基や脂環式脂肪族基の場合、これらの基には不飽和結合が含まれていてもよい。
【００５５】
また、基質である一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体も特に制限されない。例えば一級アミンをＲ３ＮＨ２で表す場合のＲ３、並びに二級アミンをＲ４Ｒ５ＮＨで表す場合のＲ４、Ｒ５は、それぞれ水素原子、鎖式脂肪族基、脂環式脂肪族基、芳香族基、又はこれらの基にヘテロ原子が含まれるものを示す。Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５が鎖式脂肪族基や脂環式脂肪族基の場合、これらの基に不飽和結合が含まれていてもよい。また、一級アミン又は二級アミンの誘導体としては、上記一級アミン又は二級アミンと無機酸又は有機酸との塩などが挙げられる。
【００５６】
本実施形態においては、一級アルコール及び／又は一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体に不斉炭素が含まれていても、ラセミ化することなく、対応するアミドが生成する。
【００５７】
本実施形態に係るアミド化合物の製造方法においては、酸化剤を使用することができる。酸化剤としては、酸素ガス、又は空気を用いることができる。
反応溶媒としては、高分子を膨潤させ且つ基質アルコールを溶解するものが好適である。反応溶媒は単一溶媒でも混合溶媒でもよい。水と有機溶媒の混合溶媒が有効な場合もある。有機溶媒としてはベンゾトリフルオリド（ＢＴＦ）や、メチルエチルケトンなどが挙げられる。混合溶媒を用いる場合、水と有機溶媒の混合比は１：１〜１：１０（容積比）であることが好ましい。触媒量は、基質に対して、金として０．１〜１０％（ｍｏｌ／ｍｏｌ）、鉄、コバルト、ニッケルとして０．１〜１０％（ｍｏｌ／ｍｏｌ）であることが好ましい。基質の濃度は、０．０１〜１ｍｍｏｌ／ｍｌ、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍｏｌ／ｍｌである。反応温度は、０〜８０℃、好ましくは室温〜６０℃であり、反応時間は、１〜５０時間である。
【００５８】
その他、反応の際の添加剤として、塩基を加えてもよい。このような場合は、アルカリ金属炭酸塩や水酸化物塩の水溶液の使用が好適である。塩基の量は、基質に対して０．０５〜３当量用いることが好ましい。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
また、以下の実施例において、４−ビニルベンジルグリシジルエーテルは特許文献１に記載の方法に従って合成した。他の化合物は市販品を必要に応じて精製して使用した。酸化反応で得られたカルボニル化合物の収率は内部標準を用いたガスクロマトグラフィーで定量した。ガスクロマトグラフとして、島津製作所（株）製ＧＣ−１７Ａを用いた。
【００６０】
＜２−（２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノールの合成＞
１５０ｍＬのＴＨＦにソジウムハイドライド（６０％ ｉｎ ｍｉｎｅｒａｌ ｏｉｌ、３．３４ｇ、８３．５４ｍｍｏｌ）を加え、０℃にてその反応液にテトラエチレングリコール（１４．４ｍｌ、８３．５４ｍｍｏｌ）を加えた。室温で１時間撹拌した後１−クロロメチル−４−ビニルベンゼン（７．９ｍｌ、５５．６９ｍｍｏｌ）を加え、さらに１２時間撹拌を続けた。反応液を２００ｍｌの酢酸エチルで希釈し、飽和塩化アンモニウム水溶液（１４０ｍｌ）を加え、反応を停止した。水相を酢酸エチルで抽出した後（１００ｍｌ×３回）、併せた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を減圧下留去した。得られた残さをフラッシュクロマトグラフィーにて精製し、テトラエチレングリコールモノ−２−フェニル−２−プロペニルエーテルを得た（１３．７ｇ、７８％収率）。
１ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ２．５５−２．５９（ｍ，１Ｈ），３．５９−３．７３（ｍ，１６Ｈ），４．５５（ｓ，２Ｈ），５．２５（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝６．４Ｈｚ），５．５３（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝１８Ｈｚ），６．７１（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝１１．０，１７．９Ｈｚ），７．２２−７．２７（ｍ，３Ｈ），７．３１−７．３９（ｍ，２Ｈ）；１３ＣＮＭＲδ６１．８，６９．５，７０．５，７０．６９，７０．７４，７２．６，７３．０，１１３．８，１２６．３，１２８．０，１３６．０，１３７．１，１３８．０．
【００６１】
＜スチレン系高分子の合成＞
スチレン（３ｇ、２８．８０ｍｍｏｌ）、４−ビニルベンジルグリシジルエーテル（５．５０ｇ、２８．８０ｍｍｏｌ）、２−（２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール（８．９５ｇ、２８．８０ｍｍｏｌ）、及び２，２’−アゾビス（４−エトキシ）−２，４−ジメチルバレロニトリル（０．８６４ｍｍｏｌ）をクロロホルム（１８ｍｌ）に溶解させ、室温にて７２時間撹拌して重合反応を行った。ポリマー溶液をゆっくりとエーテルに注ぎ込み、上澄み液を分離し、不溶物は再びＴＨＦに溶解させた。このポリマー溶液を再びゆっくりとエーテルに注ぎ込み、上澄み液を分離し、不溶物を再びＴＨＦに溶解させた。この操作を３度繰り返し、沈殿したポリマーをかき集め、エーテルで７回洗浄した。その後は減圧乾燥することで、下記式（５）で表される構造単位を有する共重合体１（１０．５２ｇ、６３％収率）を得た。共重合体１のプロトンＮＭＲ分析により、ｘ：ｙ：ｚ＝３４：３２：３４でと決定した。
【化５】
【００６２】
＜高分子担持触媒の合成例１：金−鉄クラスター触媒＞
（ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅの合成）
共重合体１（５００ｍｇ）をジグライム（和光純薬工業株式会社製・特級）３２ｍｌに溶解し、この溶液にカーボンブラック（ケッチェンブラック・インターナショナル社製、カーボンＥＣＰ）５００ｍｇを加えた。この混合物中に、水素化ホウ素ナトリウム（９６．４ｍｇ）をゆっくり加え１０分攪拌した。さらにＡｕＣｌ（ＰＰｈ３）（和光純薬工業株式会社製・特級）（１４０ｍｇ）及びＦｅＣｌ２（３６ｍｇ）のジグライム溶液（１０ｍｌ）をゆっくり加え、０℃で一晩攪拌した。０度から室温へ昇温した後、ジエチルエーテル１２０ｍｌを室温にて滴下した。得られた固体をろ過により回収後、ジエチルエーテルで数回洗浄し、室温にて乾燥した。固形物を撹拌せずに１５０℃、４時間加熱した。固形物を室温に戻して水、ＴＨＦ、ジクロロメタンで洗浄し、１７０℃、４時間過熱して、黒色固体が得られた（以下、「ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅ」と呼ぶ。）。
ＩＰＣ分析を行ったところ、金、および鉄の担持量は０．２１１ｍｍｏｌ／ｍｇ、０．１９８ｍｍｏｌ／ｍｇであった。
【００６３】
＜高分子担持触媒の合成例２：金−コバルトクラスター触媒＞
（ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｃｏの合成）
ＦｅＣｌ２の代わりに、ＣｏＣｌ２（３６．８ｍｇ）を使用すること以外は、ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅ合成と同様に行った。
得られた黒色固体は以下、「ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｃｏ」と呼ぶ。ＩＰＣ分析を行ったところ、金、およびコバルトの担持量は０．２７９ｍｍｏｌ／ｍｇ、０．２６７ｍｍｏｌ／ｍｇであった。
【００６４】
＜高分子担持触媒の合成例３：金−ニッケルクラスター触媒＞
（ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｎｉの合成）
ＦｅＣｌ２の代わりに、ＮｉＦ２（２７．４ｍｇ）を使用すること以外は、ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅ合成と同様に行った。
得られた黒色固体は以下、「ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｎｉ」と呼ぶ。ＩＰＣ分析を行ったところ、金、およびニッケルの担持量は０．２６０ｍｍｏｌ／ｍｇ、０．２５１ｍｍｏｌ／ｍｇであった。
【００６５】
＜高分子担持触媒の合成例４：金クラスター触媒＞
（ＰＩ／ＣＢ−Ａｕの合成）
共重合体１（５００ｍｇ）をジグライム（和光純薬工業株式会社製・特級）３２ｍｌに溶解し、この溶液にカーボンブラック（ケッチェンブラック・インターナショナル社製、カーボンＥＣＰ）５００ｍｇを加えた。この混合物中に、水素化ホウ素ナトリウム（３２．１ｍｇ）をゆっくり加え１０分攪拌した。さらにＡｕＣｌ（ＰＰｈ３）（和光純薬工業株式会社製・特級）（１４０ｍｇ）のジグライム溶液（１０ｍｌ）をゆっくり加え、０℃で一晩攪拌した。０℃から室温へ昇温した後、ジエチルエーテル１６０ｍｌを室温にて滴下した。得られた固体をろ過により回収後、ジエチルエーテルで数回洗浄し、室温にて乾燥した。固形物を撹拌せずに１５０℃、４時間加熱した。固形物を室温に戻して水、ＴＨＦ、ジクロロメタンで洗浄し、１７０℃、４時間過熱して、黒色固体が得られた（以下、「ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅ」と呼ぶ。）。
ＩＰＣ分析を行ったところ、金の担持量は０．２５１ｍｍｏｌ／ｍｇであった。
【００６６】
［実施例１］
４−メチルベンジルアルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、ベンジルアミン（０．３６８ｍｍｏｌ）、合成例１で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅ（０．００３７ｍｍｏｌ、１ｍｏｌ％）、水酸化ナトリウム（０．３６８ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、２５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄し、有機層と水層とに分離した。水層には飽和塩化アンモニウム水溶液（１０ｍｌ）を加え、ジクロロメタンで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層とジクロロメタン抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物を分取用薄層クロマトグラフィーで分離して、下記式（６）で表されるＮ−ベンジル−４−メチルベンズアミドを収率９５％で得た。なお、式（６）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたＮ−ベンジル−４−メチルベンズアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１及び図２に示す。
【化６】
【００６７】
［実施例２］
合成例１で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅを使用しない代わりに、合成例２で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｃｏ（０．００３７ｍｍｏｌ、１ｍｏｌ％）を使用する以外は実施例１と同様に行った。Ｎ−ベンジル−４−メチルベンズアミドを収率９５％で得た。
【００６８】
［実施例３］
合成例１で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅを使用しない代わりに、合成例３で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｎｉ（０．００３７ｍｍｏｌ、１ｍｏｌ％）を使用する以外は実施例１と同様に行った。Ｎ−ベンジル−４−メチルベンズアミドを収率８７％で得た。
【００６９】
［実施例４］
３−フェニル−１−プロパノールエチルアルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、ベンジルアミン（０．３６８ｍｍｏｌ）、合成例４で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ（０．００３７ｍｍｏｌ、１ｍｏｌ％）、水酸化ナトリウム（０．３６８ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、４５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄し、有機層と水層とに分離した。水層には飽和塩化アンモニウム水溶液（１０ｍｌ）を加え、ジクロロメタンで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層とジクロロメタン抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物を分取用薄層クロマトグラフィーで分離して、下記式（７）で表されるＮ−ベンジル−３−フェニルプロパンアミドを収率８５％で得た。なお、式（７）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたＮ−ベンジル−３−フェニルプロパンアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３及び図４に示す。
【化７】
【００７０】
［比較例１］
合成例１の触媒を使用しないこと以外は実施例１と同様に行った。生成物として目的のアミド化合物は得られず、原料がそのまま回収された。
【００７１】
［比較例２］
合成例４の触媒を使用しないこと以外は実施例４と同様に行った。生成物として目的のアミド化合物は得られず、原料がそのまま回収された。
【００７２】
次に、下記の条件Ａ又は条件Ｂの下、種々のアルコールとベンジルアミンとの組合せ、又はベンジルアルコールと種々のアミンとの組合せで、アミド化反応を行った例を示す。
【００７３】
条件Ａ：触媒として合成例２で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｃｏ（０．００３７ｍｍｏｌ、１０ｍｏｌ％）、アルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、アミン（０．３６８ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（０．３６８ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、２５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄し、有機層と水層とに分離した。水層には飽和塩化アンモニウム水溶液（１０ｍｌ）を加え、ジクロロメタンで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層とジクロロメタン抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物は分取用薄層クロマトグラフィー、あるいは再結晶で精製し、対応するアミド化合物を単離し、１Ｈ−ＮＭＲ及び１３Ｃ−ＮＭＲにて同定した。特に光学活性化合物を用いた場合には、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーで光学純度も測定した。
【００７４】
条件Ｂ：触媒として合成例４で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ（０．００３７ｍｍｏｌ、１０ｍｏｌ％）、アルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、アミン（０．３６８ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（０．３６８ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、４５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄し、有機層と水層とに分離した。水層には飽和塩化アンモニウム水溶液（１０ｍｌ）を加え、ジクロロメタンで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層とジクロロメタン抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物は分取用薄層クロマトグラフィー、あるいは再結晶で精製し、対応するアミド化合物を単離し、１Ｈ−ＮＭＲ及び１３Ｃ−ＮＭＲにて同定した。特に光学活性化合物を用いた場合には、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーで光学純度も測定した。
【００７５】
［実施例５］
条件Ａにおいて、パラメトキシベンジルアルコール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（８）で表されるパラメトキシ安息香酸ベンジルアミドが収率８７％で得られた。なお、式（８）中のＭｅＯはメトキシ基を示し、Ｐｈはフェニル基を示す。得られたパラメトキシ安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図５及び図６に示す。
【化８】
【００７６】
［実施例６］
条件Ａにおいて、パラニトロベンジルアルコール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（９）で表されるパラニトロ安息香酸ベンジルアミドが収率９５％で得られた。なお、式（９）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたパラニトロ安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図７及び図８に示す。
【化９】
【００７７】
［実施例７］
条件Ａにおいて、１−ナフチルメタノール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１０）で表される１−ナフタレン酸ベンジルアミドが収率８５％で得られた。なお、式（１０）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた１−ナフタレン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図９及び図１０に示す。
【化１０】
【００７８】
［実施例８］
条件Ａにおいて、フルフリルアルコール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１１）で表される２−フランカルボン酸ベンジルアミドが収率８９％で得られた。なお、式（１１）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた２−フランカルボン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１１及び図１２に示す。
【化１１】
【００７９】
［実施例９］
条件Ａにおいて、２−ピリジンメタノール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１２）で表されるピコリン酸ベンジルアミドが収率９２％で得られた。なお、式（１２）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたピコリン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１３及び図１４に示す。
【化１２】
【００８０】
［実施例１０］
条件Ａにおいて、けい皮アルコール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１３）で表されるけい皮酸ベンジルアミドが収率６５％で得られた。なお、式（１３）中のＰｈはフェニル基を示す。また、実施例１０において、けい皮酸部位の水素化物は得られなかった。得られたけい皮酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１５及び図１６に示す。
【化１３】
【００８１】
［実施例１１］
条件Ａにおいて、アルコールとしてアリルアルコール（０．７５８ｍｍｏｌ）を用い、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１４）で表されるアクリル酸ベンジルアミドが収率６０％で得られた。なお、式（１４）中のＰｈはフェニル基を示す。また、実施例１１において、アクリル酸部位の水素化物は得られなかった。得られたアクリル酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１７及び図１８に示す。
【化１４】
【００８２】
［実施例１２］
条件Ｂにおいて、エタノール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製することなく、下記式（１５）で表される酢酸ベンジルアミドが収率９５％で得られた。なお、式（１５）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた酢酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１９及び図２０に示す。
【化１５】
【００８３】
［実施例１３］
条件Ｂにおいて、ノルマルヘプタノール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１６）で表されるヘプタン酸ベンジルアミドが収率８９％で得られた。なお、式（１６）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた酢酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図２１及び図２２に示す。
【化１６】
【００８４】
［実施例１４］
条件Ｂにおいて、シクロヘキシルメタノール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１７）で表されるシクロヘキサン酸ベンジルアミドが収率７１％で得られた。なお、式（１７）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたシクロヘキサン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図２３及び図２４に示す。
【化１７】
【００８５】
［実施例１５］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１８）で表される安息香酸ベンジルアミドが収率９３％で得られた。なお、式（１８）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図２５及び図２６に示す。
【化１８】
【００８６】
［実施例１６］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、ノルマルヘキシルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１９）で表される安息香酸ヘキシルアミドが収率９３％で得られた。なお、式（１９）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸ヘキシルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図２７及び図２８に示す。
【化１９】
【００８７】
［実施例１７］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、ノルマルオクチルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２０）で表される安息香酸オクチルアミドが収率９６％で得られた。なお、式（２０）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸オクチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図２９及び図３０に示す。
【化２０】
【００８８】
［実施例１８］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、アリルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２１）で表される安息香酸アリルアミドが収率９７％で得られた。なお、式（２１）中のＰｈはフェニル基を示す。また、実施例１８においては、アリル基のオレフィンは水素化されなかった。得られた安息香酸アリルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３１及び図３２に示す。
【化２１】
【００８９】
［実施例１９］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、３−メチルブチル−１−アミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２２）で表される安息香酸イソペンチルアミドが収率９６％で得られた。なお、式（２２）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸イソペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３３及び図３４に示す。
【化２２】
【００９０】
［実施例２０］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、メタクロロアニリンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２３）で表される安息香酸メタクロロアニリドが収率７５％で得られた。なお、式（２３）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸メタクロロアニリドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３５及び図３６に示す。
【化２３】
【００９１】
［実施例２１］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、ネオペンチルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２４）で表される安息香酸ネオペンチルアミドが収率９３％で得られた。なお、式（２４）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸ネオペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３７及び図３８に示す。
【化２４】
【００９２】
［実施例２２］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、シクロペンチルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２５）で表される安息香酸シクロペンチルアミドが収率７９％で得られた。なお、式（２５）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸シクロペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３９及び図４０に示す。
【化２５】
【００９３】
［実施例２３］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、（Ｒ）−１−フェニルエタンアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２６）で表される（Ｒ）−Ｎ−（１−フェニルエチル）ベンズアミドが収率６８％で得られた。なお、式（２６）中のＰｈはフェニル基を示す。また、生成物アミドの光学純度は完全に維持されていた。得られた（Ｒ）−Ｎ−（１−フェニルエチル）ベンズアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図４１及び図４２に示す。
【化２６】
【００９４】
［実施例２４］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、アンモニア水（２８％、２．２０ｍｍｏｌ）を用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２７）で表される安息香酸アミドが収率８９％で得られた。得られた安息香酸アミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図４３及び図４４に示す。
【化２７】
【００９５】
［実施例２５］
条件Ｂにおいて、ベンジルアルコール、Ｎ−メチルベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２８）で表される安息香酸Ｎ−メチルベンジルアミドが収率７０％で得られた。なお、式（２８）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸Ｎ−メチルベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図４５及び図４６に示す。
【化２８】
【００９６】
［実施例２６］
条件Ｂにおいて、ベンジルアルコール、モルフォリンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２９）で表されるベンゾイルモルフォリンが収率８４％で得られた。なお、式（２９）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたベンゾイルモルフォリンの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図４７及び図４８に示す。
【化２９】
【００９７】
［実施例２７］
条件Ｂにおいて、ベンジルアルコール、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（３０）で表される安息香酸−Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルアミドが収率６６％で得られた。なお、式（３０）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸−Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図４９及び図５０に示す。
【化３０】
【００９８】
［実施例２８］
条件Ｂにおいて、ベンジルアルコール、ピペリジンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（３１）で表される安息香酸ピペリジンアミドが収率７２％で得られた。なお、式（３１）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸ピペリジンアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図５１及び図５２に示す。
【化３１】
【００９９】
［実施例２９］
触媒として合成例４で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ（０．００７６ｍｍｏｌ、２ｍｏｌ％）、ベンジルアルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、Ｌ−アラニン（０．３６８ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（０．７５９ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、２５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄した。有機層と水層とを分離し、水層に１Ｎ−ＨＣｌ（１０ｍｌ）を加え、水層を酢酸エチルで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層と酢酸エチル抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物は分取用薄層クロマトグラフィー精製し、下記式（３２）で表されるＮ−ベンゾイル−Ｌ−アラニンが収率７３％で得られた。なお、式（３２）中のＰｈはフェニル基を示す。また、キラルカラムを用いて光学純度を測定したが、１００％ｅｅであった。得られたＮ−ベンゾイル−Ｌ−アラニンの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図５３及び図５４に示す。また、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートを図５５（別途合成したラセミ体）及び図５６（本実施例２９で合成したもの）に示す。
【化３２】
【０１００】
［実施例３０］
触媒として合成例４で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ（０．００７６ｍｍｏｌ、２ｍｏｌ％）、ベンジルアルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、グリシン（０．３６８ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（０．７５９ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、２５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄した。有機層と水層とを分離し、水層に１Ｎ−ＨＣｌ（１０ｍｌ）を加え、水層を酢酸エチルで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層と酢酸エチル抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物は分取用薄層クロマトグラフィー精製し、下記式（３３）で表されるベンゾイルグリシンが収率８７％で得られた。なお、式（３２）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたベンゾイルグリシンの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図５７及び図５８に示す。
【化３３】
【０１０１】
［実施例３１］
触媒として合成例２で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｃｏ（０．００７６ｍｍｏｌ、２ｍｏｌ％）、ベンジルアルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、（２Ｓ）−２−アミノ−１−ピペリジン−１−イル−１−オン（０．３６８ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（０．７５９ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、２５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄した。有機層と水層とを分離し、水層に１Ｎ−ＨＣｌ（１０ｍｌ）を加え、水層を酢酸エチルで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層と酢酸エチル抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物は分取用薄層クロマトグラフィー精製し、下記式（３４）で表される１−（Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−アラニル）−ピペリジンが収率６９％で得られた。なお、式（３４）中のＰｈはフェニル基を示す。また、キラルカラムを用いて光学純度を測定したが、１００％ｅｅであった。得られた１−（Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−アラニル）−ピペリジンの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図５９及び図６０に示す。また、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートを図６１（別途合成したラセミ体）及び図６２（本実施例３１で合成したもの）に示す。
【化３４】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を製造する方法、並びに当該製造方法に好適に使用される触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
金ナノサイズクラスターを触媒として用いる酸素酸化反応は、１９８９年Ｈａｒｕｔａらによって、低温一酸化炭素酸化反応において非常に高活性であると報告された（非特許文献１）。
【０００３】
一方、酸素を酸化剤として用いた金属触媒によるアルコールのアルデヒド、ケトン、カルボン酸への酸化反応は、ルテニウムやパラジウム触媒等を用いる例が、均一系触媒、固相触媒ともに多数報告されている。また、近年、金クラスターを触媒として用いる例も多数報告されている（非特許文献２）。
【０００４】
本願発明者らは、マイクロカプセル化法を用いてスチレン系高分子に遷移金属ナノサイズクラスターを担持することにより、パラジウムや白金に於いて非常に高活性な触媒の製造ができることを見出してきた（非特許文献３〜４、特許文献１，３）。
【０００５】
また、金触媒についても、酸化反応でカルボニル化合物が生成することが報告されている（特許文献２）。
【０００６】
またアルコール（エステル）とアミンとから脱水素を伴って（ポリ）アミドを合成する方法も知られており、主としてルテニウム触媒が使用されている（非特許文献５，６）。
【０００７】
上記と同様な反応で、ルテニウム触媒でアルコールとアミンとから脱水素を伴ってイミンを合成する方法も報告されている（非特許文献７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０８５３０７
【特許文献２】特開２００７−２３７１１６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０７７７３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｊ．Ｃａｔａｌ．１９８９，１１５，３０１−３０９．
【非特許文献２】Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．２００４，１０４，３０３７−３０５８．
【非特許文献３】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００５，１２７，２１２５−２１３５．
【非特許文献４】Ｓｙｎｌｅｔｔ ２００５，８１３−８１６．
【非特許文献５】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１１，１３３，１６８２．
【非特許文献６】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１１，１３３，１１５９．
【非特許文献７】Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，２０１０，４９，１４６８．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
これまでアルコールとアミンとからのアミド化反応についてはルテニウム触媒を用いた例が報告されているが、いずれの方法においても、トルエンリフラックス条件などの、比較的高温を必要とし、また２４時間以上の反応時間を必要とする。
【００１１】
また、ルテニウム触媒を用いる場合は、選択性の点でも改善の余地がある。すなわち、反応基質が不飽和アルコールや不飽和アミンであると、ルテニウム触媒が水素化触媒として機能し、脱水素反応に伴って発生する水素によって上記の反応基質又は反応生成物の水素化反応が進行してしまう。
【００１２】
本発明は、比較的マイルドな条件で、高い選択性及び高い転化率をもって、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を製造する方法、並びに、当該製造方法に好適に使用される触媒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有する触媒の存在下、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を得る工程を備え、前記ナノサイズクラスターが、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするアミド化合物の製造方法を提供する。
【００１４】
また、本発明は、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有し、前記ナノサイズクラスターが、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする触媒を提供する。
【００１５】
なお、本発明の触媒において、担体には、金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターの他に、鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属のナノサイズクラスターが担持されていてもよい。
【００１６】
本発明においては、上記スチレン系高分子が架橋性官能基としてエポキシ基及び水酸基を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、比較的マイルドな条件で、高い選択性及び高い転化率をもって一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を製造する方法、並びに、当該製造方法に好適に使用される触媒が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１で得られたＮ−ベンジル−４−メチルベンズアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２】実施例１で得られたＮ−ベンジル−４−メチルベンズアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３】実施例４で得られたＮ−ベンジル−３−フェニルプロパンアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図４】実施例４で得られたＮ−ベンジル−３−フェニルプロパンアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図５】実施例５で得られたパラメトキシ安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図６】実施例５で得られたパラメトキシ安息香酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図７】実施例６で得られたパラニトロ安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図８】実施例６で得られたパラニトロ安息香酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図９】実施例７で得られた１−ナフタレン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図１０】実施例７で得られた１−ナフタレン酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図１１】実施例８で得られた２−フランカルボン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図１２】実施例８で得られた２−フランカルボン酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図１３】実施例９で得られたピコリン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図１４】実施例９で得られたピコリン酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図１５】実施例１０で得られたけい皮酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図１６】実施例１０で得られたけい皮酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図１７】実施例１１で得られたアクリル酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図１８】実施例１１で得られたアクリル酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図１９】実施例１２で得られた酢酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２０】実施例１２で得られた酢酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図２１】実施例１３で得られた酢酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２２】実施例１３で得られた酢酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図２３】実施例１４で得られたシクロヘキサン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２４】実施例１４で得られたシクロヘキサン酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図２５】実施例１５で得られた安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２６】実施例１５で得られた安息香酸ベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図２７】実施例１６で得られた安息香酸ヘキシルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図２８】実施例１６で得られた安息香酸ヘキシルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図２９】実施例１７で得られた安息香酸オクチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図３０】実施例１７で得られた安息香酸オクチルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３１】実施例１８で得られた安息香酸アリルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図３２】実施例１８で得られた安息香酸アリルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３３】実施例１９で得られた安息香酸イソペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図３４】実施例１９で得られた安息香酸イソペンチルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３５】実施例２０で得られた安息香酸メタクロロアニリドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図３６】実施例２０で得られた安息香酸メタクロロアニリドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３７】実施例２１で得られた安息香酸ネオペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図３８】実施例２１で得られた安息香酸ネオペンチルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図３９】実施例２２で得られた安息香酸シクロペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図４０】実施例２２で得られた安息香酸シクロペンチルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図４１】実施例２３で得られた（Ｒ）−Ｎ−（１−フェニルエチル）ベンズアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図４２】実施例２３で得られた（Ｒ）−Ｎ−（１−フェニルエチル）ベンズアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図４３】実施例２４で得られた安息香酸アミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図４４】実施例２４で得られた安息香酸アミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図４５】実施例２５で得られた安息香酸Ｎ−メチルベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートをである。
【図４６】実施例２５で得られた安息香酸Ｎ−メチルベンジルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図４７】実施例２６で得られたベンゾイルモルフォリンの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図４８】実施例２６で得られたベンゾイルモルフォリンの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図４９】実施例２７で得られた安息香酸−Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図５０】実施例２７で得られた安息香酸−Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図５１】実施例２８で得られた安息香酸ピペリジンアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図５２】実施例２８で得られた安息香酸ピペリジンアミドの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図５３】実施例２９で得られたＮ−ベンゾイル−Ｌ−アラニンの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図５４】実施例２９で得られたＮ−ベンゾイル−Ｌ−アラニンの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図５５】実施例２９で行った、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートである。
【図５６】実施例２９で行った、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートである。
【図５７】実施例３０で得られたベンゾイルグリシンの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図５８】実施例３０で得られたベンゾイルグリシンの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図５９】実施例３１で得られた１−（Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−アラニル）−ピペリジンの１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【図６０】実施例３２で得られた１−（Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−アラニル）−ピペリジンの１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。
【図６１】実施例２９で行った、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートである。
【図６２】実施例２９で行った、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態；触媒］
本発明の第１実施形態に係る触媒は、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有するものであり、前記ナノサイズクラスターは、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種である。なお、本実施形態に係る触媒において、担体には、金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターの他に、鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属のナノサイズクラスターが担持されていてもよい。
【００２０】
ナノサイズクラスターが金からなるナノサイズクラスターである場合、本実施形態に係る触媒は、以下の（Ａ−１）〜（Ａ−３）工程を経て得ることができる。
（Ａ−１）工程：１価又は３価の金化合物を、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子及びカーボンブラック等を含む溶液中で還元剤により還元する。
（Ａ−２）工程：上記溶液に上記スチレン系高分子に対する貧溶媒を加えて相分離させることにより、金からなるナノサイズクラスターを形成させ、該ナノサイズクラスター及び上記カーボンブラックをスチレン系高分子に担持する。
（Ａ−３）工程：上記スチレン系高分子の上記架橋性官能基を架橋させる。
【００２１】
ナノサイズクラスターが金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターである場合、本実施形態に係る触媒は、以下の（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）工程を経て得ることができる。
（Ｂ−１）工程：１価又は３価の金化合物並びに任意の価数の鉄化合物、コバルト化合物及びニッケル化合物から選ばれる少なくとも１種を、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子及びカーボンブラックを含む溶液中で還元剤により還元する。
（Ｂ−２）工程：上記溶液に上記スチレン系高分子に対する貧溶媒を加えて相分離させることにより、金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる８族金属とのナノサイズクラスターを形成させ、該ナノサイズクラスター及び上記カーボンブラックをスチレン系高分子に担持する。
（Ｂ−３）工程：上記スチレン系高分子の上記架橋性官能基を架橋させる。
【００２２】
上記（Ａ−１）及び（Ａ−２）工程における金からなるナノサイズクラスター及びカーボンブラックのスチレン系高分子への担持、並びに上記（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）工程における金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる８族金属とのナノサイズクラスター及びカーボンブラックのスチレン系高分子への担持は、金化合物あるいは更に上記所定の８属化合物と、スチレン系高分子と、カーボンブラックとを、ａ）適当な極性の良溶媒に溶解し還元剤と混合した後適当な非極性の貧溶媒で凝集させる、又はｂ）適当な非極性又は低極性の良溶媒に溶解し還元剤と混合した後適当な極性の貧溶媒で凝集させることにより行われる。金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる８族金属とのナノサイズクラスターはスチレン系高分子の芳香環との相互作用により担持される。
【００２３】
尚、極性の良溶媒としてはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、アセトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などがあり、非極性又は低極性の良溶媒としてはトルエン、ジクロロメタン、クロロホルムなどが使用できる。極性の貧溶媒としてはメタノール、エタノール、ブタノール、アミルアルコールなどがあり、非極性の貧溶媒としてはヘキサン、ヘプタン、オクタンなどが使用できる。
【００２４】
金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる８族金属とのナノサイズクラスターを架橋性ポリマーに担持する際のポリマーの濃度は、用いる溶媒やポリマーの分子量によっても異なるが、約５．０〜２００ｍｇ／ｍＬ、好ましくは１０〜１００ｍｇ／ｍｌである。１価又は３価の金化合物は、ポリマー１ｇに対して、０．０１〜０．５ｍｍｏｌ、好ましくは０．０３〜０．２ｍｍｏｌ使用する。鉄化合物、コバルト化合物、ニッケル化合物は、ポリマー１ｇに対して、０．０１〜０．５ｍｍｏｌ、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍｏｌ使用する。還元剤は、還元に必要な量の１〜１０当量使用するが、例えば１価の金化合物及び４価の白金化合物を、水素化ホウ素ナトリウムで還元する場合の水素化ホウ素ナトリウムは、金化合物及び鉄、コバルト、ニッケル化合物の０．５〜５倍モルが好適である。還元に必要な温度および時間は金化合物、鉄、コバルト、ニッケル化合物及び還元剤の種類によるが、通常は０℃〜５０℃の間、好ましくは室温で、１〜２４時間で行われる。相分離する際の貧溶媒は、良溶媒に対して１〜１０（ｖ／ｖ）倍量、好ましくは２〜５倍量使用し、０．５〜５時間程度で滴下する。
【００２５】
本実施形態に使用する１価又は３価の金化合物としては、ハロゲン化金や、ハロゲン化金のトリフェニルホスフィン錯体が好ましい。特に、ＡｕＣｌ（ＰＰｈ３）が好ましい。
【００２６】
本実施形態に使用する鉄化合物は特に限定されることなく、鉄を含む化合物であれば使用可能である。強いて挙げれば、ハロゲン化鉄、鉄錯体が好ましく使用できる。具体的にはフッ化鉄（ＩＩ）、フッ化鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、臭化鉄（ＩＩ）、臭化鉄（ＩＩＩ）、ヨウ化鉄（ＩＩ）、ヨウ化鉄（ＩＩＩ）、フェロシアン化カリウム、フェリシアン化カリウムなどが挙げられ、この中でも塩化鉄が好ましく使用される。
【００２７】
コバルト化合物は特に限定されることなく、コバルトを含む化合物であれば使用可能である。ハロゲン化コバルト、アミン錯体、シアノ錯体などが好ましく使用できる。具体的にはフッ化コバルト（ＩＩ）、フッ化コバルト（ＩＩＩ）、塩化コバルト（ＩＩ）、塩化コバルト（ＩＩＩ）、臭化コバルト（ＩＩ）、臭化コバルト（ＩＩＩ）、ヨウ化コバルト（ＩＩ）、ヨウ化コバルト（ＩＩＩ）などが挙げられ、さらにこれらにアンモニア分子がついたコバルトアンミン錯体も同様に好ましく使用できる。
【００２８】
ニッケル化合物としては特に限定をすることなく、ニッケルを含む化合物であれば使用可能である。ハロゲン化コバルト、アミン錯体、シアノ錯体などが好ましく使用できる。具体的にはフッ化ニッケル（ＩＩ）、塩化ニッケル（ＩＩ）、臭化ニッケル（ＩＩ）、ヨウ化ニッケル（ＩＩ）などが好ましく使用できる。
【００２９】
金化合物並びに鉄化合物、ニッケル化合物及びコバルト化合物から選ばれる少なくとも１種を還元する際に使用する還元剤は、水素化ホウ素化合物、ボラン、水素化アルミニウム化合物又は水素化ケイ素化合物であることが好ましい。
【００３０】
カーボンブラックとしては、特に限定はなくファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ケッチェンブラックなどが使用できる。なかでも、粒径、表面積から）ケッチェンブラックが好ましく使用できる。
【００３１】
スチレン系高分子は、架橋性官能基を含む側鎖を有する。上記架橋性官能基としてエポキシ基及び水酸基を含むことが好ましい。架橋性官能基を含む側鎖としては、架橋性官能基のみから成るものであっても、二価の基に架橋性官能基が結合したものでもよい。
【００３２】
上記二価の基としては、比較的短いアルキレン基、例えば、炭素数が１〜６程度のアルキレン基であってもよいが、−Ｒ１（ＯＲ２）ｗ−、−Ｒ１（ＣＯＯＲ２）ｘ−、又は−Ｒ１（ＣＯＯＲ２）ｙ（ＯＲ２）ｚ−（式中、Ｒ１は共有結合又は炭素数１〜６、好ましくは共有結合又は炭素数１〜２のアルキレン基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して炭素数２〜４、好ましくは炭素数２のアルキレン基を表し、ｗ、ｘ及びｚは１〜１０の整数、ｙは１又は２を表す。）で表される主鎖をもつものが親水性であるため好ましい。このような好ましい二価の基として、−ＣＨ２（ＯＣ２Ｈ４）４−や−ＣＯ（ＯＣ２Ｈ４）４−等が挙げられる。
【００３３】
スチレン系高分子としては、下記一般式（１）で表される重合性単量体と、下記一般式（２）で表される重合性単量体と、下記一般式（３）で表される重合性単量体との重合体が特に好ましい。
【化１】
（式（１）中、Ｒ１は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキル基を示し、ｎは０〜５の整数を示す。）
【化２】
（式（２）中、Ｒ１は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキル基を示し、ｍは０〜４の整数である。
【化３】
（式（３）中、Ｒ１は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキル基を示し，Ｒ３〜Ｒ６は各々独立に水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を示し、ｍは０〜４の整数を示し、ｐは１〜３０の整数を示す。）
【００３４】
一般式（１）で表される重合性単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンが好ましい。さらに、スチレン（Ｒ１が水素原子）又はα−メチルスチレン（Ｒ１がメチル基）が、重合反応性の高さから特に好ましい。
【００３５】
一般式（２）で表される重合性単量体としては、４−ビニルベンジルグリシジルエーテル（Ｒ１＝水素原子、ｍ＝０）、４−イソプロペニルベンジルグリシジルエーテル（Ｒ１＝メチル基、ｍ＝０）が好ましい。スチレン部位の炭素炭素二重結合のパラ位にグリシジルエーテル基を配置させることが、金属の担持能力を向上させるため好ましい。
【００３６】
一般式（３）で表される重合性単量体において、ｐは１〜３０の整数を示すが、原料の入手しやすさ、水溶性と油溶性とのバランスの点から、ｐは１〜６の整数であることが好ましい。
【００３７】
一般式（３）で表される重合性単量体としては、４−ビニルベンジルアルコール、４−イソプロペニルベンジルアルコール、２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エタノール、２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール、２−（２−（２−（２−（２−（２−（４−イソプロペニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノールが好ましい。スチレン部位の炭素炭素二重結合のパラ位にアルコールを配置させることが、金属の担持能力を向上させるため好ましい。
【００３８】
また、上記一般式（２）で表される重合性単量体としては、式中のＲ１が水素原子又はメチル基であるものが好ましいく、Ｒ１が水素原子であるもの（下記式（４）で表される重合性単量体）が特に好ましい。
【化４】
【００３９】
上記一般式（１）で表される重合性単量体と、上記一般式（２）で表される重合性単量体と、上記一般式（３）で表される重合性単量体とを共重合させる方法は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合のいずれでも構わないが、架橋性官能基をより確実に維持する点から、ラジカル重合が好適に用いられる。
【００４０】
ラジカル重合に用いられるラジカル開始剤は、特に制限されず、アゾビスジイソブチロニトリルなどの脱窒素を伴うラジカル発生剤、有機過酸化物が好適に使用される。
【００４１】
上記一般式（１）で表される重合性単量体と、上記一般式（２）で表される重合性単量体と、上記一般式（３）で表される重合性単量体とを共重合させる場合、上記一般式（１）で表される重合性単量体／上記一般式（２）で表される重合性単量体／上記一般式（３）で表される重合性単量体のモル比は、好ましくは１〜９９／１〜８０／１〜８０、より好ましくは１〜９９／５〜６０／１０〜６０、さらに好ましくは１〜９９／１０〜５０／２０〜５０である。各重合性単量体の割合を上記の好ましい範囲内とすることで、親水性と疎水性とのバランスを良好に保ち、金属を好適に分散させることができる。
【００４２】
スチレン系高分子の重量平均分子量は、１万から１５万であることが好ましい。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定することができる。スチレン系高分子の重量平均分子量が１万〜１５万であることが好ましい。
【００４３】
上記（Ａ−１）又は（Ｂ−１）工程において、スチレン系高分子、カーボンブラック、金化合物、あるいは更に鉄化合物、コバルト化合物及びニッケル化合物から選ばれる少なくとも１種の８属金属化合物を、上記のような適当な溶媒に還元剤と共に溶解すると、金化合物あるいは更に８属金属化合物がまず還元を受ける。金化合物又は８属金属化合物に配位子が結合していた場合は、その際に配位子が脱離する。還元された金及び８属金属はクラスターとして高分子の疎水性部分に取り込まれ、高分子の芳香環から電子供与を受け微小な状態でも安定化される。その後、高分子に対する貧溶媒を加えることにより、金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターと、カーボンブラックと、が担持されたスチレン系高分子を相分離させることができる。
【００４４】
本実施形態に係る触媒においては、金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターの大部分、あるいは更に鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属のナノサイズクラスターの大部分が、ミセルの疎水性部分（スチレン系高分子の芳香環）に均一に分散して存在していると考えられる。このように金属が微小なクラスター（微小金属塊）となっているため、高い触媒活性を示すことができる。カーボンブラックと共にスチレン系高分子に担持されているクラスター１個の平均径は２０ｎｍ以下、好ましくは０．３〜２０ｎｍ、より好ましくは０．３〜１０ｎｍ、更に好ましくは０．３〜５ｎｍ、より更に好ましくは０．３〜２ｎｍ、最も好ましいのは０．３〜１ｎｍである。
【００４５】
金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターの径及び価数等の周辺環境は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）又は拡張Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）で測定することができる。
【００４６】
上記（Ａ−３）及び（Ｂ−３）工程では、金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターと、カーボンブラックと、を担持したスチレン系高分子の架橋性官能基を架橋させる。金からなるナノサイズクラスター又は金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターは、架橋により安定化すると共に、種々の溶剤に対して不溶化する。したがって、本実施形態に係る触媒においては、上記のクラスターの漏れを十分に防止することができる。架橋反応により、上記のクラスターを担持した高分子鎖同士を結合させることや、架橋基を有する材料など適当な担体に結合させることもできる。
【００４７】
架橋反応は、無溶媒条件で、加熱や紫外線照射、好ましくは加熱により架橋性官能基を反応させることにより行う。架橋反応はこれらの方法以外にも、使用する直鎖型有機高分子化合物を架橋するための従来公知の方法である、例えば架橋剤を用いる方法、過酸化物やアゾ化合物等のラジカル重合触媒を用いる方法、酸又は塩基を添加して加熱する方法、例えばカルボジイミド類のような脱水縮合剤と適当な架橋剤を組み合わせて反応させる方法等に準じても行うことができる。上記（Ａ−３）又は（Ｂ−３）工程においては、上記スチレン系高分子の上記架橋性官能基を加熱により架橋させることが好ましい。
【００４８】
架橋性官能基を加熱により架橋させる際の温度は、通常５０〜２００℃、好ましくは７０〜１８０℃、より好ましくは１００〜１６０℃である。加熱架橋反応させる際の反応時間は、通常０．１〜１００時間、好ましくは１〜５０時間、より好ましくは２〜１０時間である。
【００４９】
なお、本実施形態に係る触媒の使用形態は特に制限されない。例えば、上記の様にして製造した高分子担持クラスターを、塊や膜としてもよく、また、担体に固定することもできる。ガラス、シリカゲル、樹脂などの担体表面の架橋性官能基（例えば、水酸基やアミノ基など）と金、金と鉄および／またはコバルトおよび／またはニッケル含有ポリマーの架橋性官能基とを架橋反応させると、高分子担持金、金と鉄および／またはコバルトおよび／またはニッケルクラスターは担体表面に強固に固定される。また適当な樹脂やガラスで出来た反応容器の表面に、ミセルの架橋性官能基を使用して高分子担持金、金と鉄および／またはコバルトおよび／またはニッケルクラスター組成物を固定化してやれば、より再使用が簡便な触媒担持反応容器として使用できる。
【００５０】
このようにして得られた触媒において、架橋型クラスター含有ポリマーミセルは多くの空孔を有しており、適当な溶剤で膨潤して表面積を拡大する。また担持された金あるいは更に鉄、コバルト、ニッケルは数ナノメートル以下の非常に小さいクラスターを形成する。
【００５１】
［第２実施形態；アミド化合物の製造方法］
本発明の第２実施形態に係るアミド化合物の製造方法は、架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持された金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種のナノサイズクラスターと、前記担体に担持されたカーボンブラックとを有する触媒の存在下、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を得る工程を備える。
【００５２】
上記製造方法を用いると、高い選択性及び高い転化率をもって、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を製造することができる。
【００５３】
なお、本実施形態における触媒は、上記第１実施形態に係る触媒と同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。
【００５４】
基質である一級アルコールは、一級アルコールであればいかなるものでも使用でき、例えば芳香族基を含むものでも、オレフィン基を含むものでもよい。より具体的には、一級アルコールをＲ２ＣＨ２ＯＨで表す場合、Ｒ２は水素原子、鎖式脂肪族基、脂環式脂肪族基、芳香族基、又はこれらの基にヘテロ原子が含まれるものを示す。また、Ｒ２が鎖式脂肪族基や脂環式脂肪族基の場合、これらの基には不飽和結合が含まれていてもよい。
【００５５】
また、基質である一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体も特に制限されない。例えば一級アミンをＲ３ＮＨ２で表す場合のＲ３、並びに二級アミンをＲ４Ｒ５ＮＨで表す場合のＲ４、Ｒ５は、それぞれ水素原子、鎖式脂肪族基、脂環式脂肪族基、芳香族基、又はこれらの基にヘテロ原子が含まれるものを示す。Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５が鎖式脂肪族基や脂環式脂肪族基の場合、これらの基に不飽和結合が含まれていてもよい。また、一級アミン又は二級アミンの誘導体としては、上記一級アミン又は二級アミンと無機酸又は有機酸との塩などが挙げられる。
【００５６】
本実施形態においては、一級アルコール及び／又は一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体に不斉炭素が含まれていても、ラセミ化することなく、対応するアミドが生成する。
【００５７】
本実施形態に係るアミド化合物の製造方法においては、酸化剤を使用することができる。酸化剤としては、酸素ガス、又は空気を用いることができる。
反応溶媒としては、高分子を膨潤させ且つ基質アルコールを溶解するものが好適である。反応溶媒は単一溶媒でも混合溶媒でもよい。水と有機溶媒の混合溶媒が有効な場合もある。有機溶媒としてはベンゾトリフルオリド（ＢＴＦ）や、メチルエチルケトンなどが挙げられる。混合溶媒を用いる場合、水と有機溶媒の混合比は１：１〜１：１０（容積比）であることが好ましい。触媒量は、基質に対して、金として０．１〜１０％（ｍｏｌ／ｍｏｌ）、鉄、コバルト、ニッケルとして０．１〜１０％（ｍｏｌ／ｍｏｌ）であることが好ましい。基質の濃度は、０．０１〜１ｍｍｏｌ／ｍｌ、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍｏｌ／ｍｌである。反応温度は、０〜８０℃、好ましくは室温〜６０℃であり、反応時間は、１〜５０時間である。
【００５８】
その他、反応の際の添加剤として、塩基を加えてもよい。このような場合は、アルカリ金属炭酸塩や水酸化物塩の水溶液の使用が好適である。塩基の量は、基質に対して０．０５〜３当量用いることが好ましい。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
また、以下の実施例において、４−ビニルベンジルグリシジルエーテルは特許文献１に記載の方法に従って合成した。他の化合物は市販品を必要に応じて精製して使用した。酸化反応で得られたカルボニル化合物の収率は内部標準を用いたガスクロマトグラフィーで定量した。ガスクロマトグラフとして、島津製作所（株）製ＧＣ−１７Ａを用いた。
【００６０】
＜２−（２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノールの合成＞
１５０ｍＬのＴＨＦにソジウムハイドライド（６０％ ｉｎ ｍｉｎｅｒａｌ ｏｉｌ、３．３４ｇ、８３．５４ｍｍｏｌ）を加え、０℃にてその反応液にテトラエチレングリコール（１４．４ｍｌ、８３．５４ｍｍｏｌ）を加えた。室温で１時間撹拌した後１−クロロメチル−４−ビニルベンゼン（７．９ｍｌ、５５．６９ｍｍｏｌ）を加え、さらに１２時間撹拌を続けた。反応液を２００ｍｌの酢酸エチルで希釈し、飽和塩化アンモニウム水溶液（１４０ｍｌ）を加え、反応を停止した。水相を酢酸エチルで抽出した後（１００ｍｌ×３回）、併せた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を減圧下留去した。得られた残さをフラッシュクロマトグラフィーにて精製し、テトラエチレングリコールモノ−２−フェニル−２−プロペニルエーテルを得た（１３．７ｇ、７８％収率）。
１ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ２．５５−２．５９（ｍ，１Ｈ），３．５９−３．７３（ｍ，１６Ｈ），４．５５（ｓ，２Ｈ），５．２５（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝６．４Ｈｚ），５．５３（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝１８Ｈｚ），６．７１（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝１１．０，１７．９Ｈｚ），７．２２−７．２７（ｍ，３Ｈ），７．３１−７．３９（ｍ，２Ｈ）；１３ＣＮＭＲδ６１．８，６９．５，７０．５，７０．６９，７０．７４，７２．６，７３．０，１１３．８，１２６．３，１２８．０，１３６．０，１３７．１，１３８．０．
【００６１】
＜スチレン系高分子の合成＞
スチレン（３ｇ、２８．８０ｍｍｏｌ）、４−ビニルベンジルグリシジルエーテル（５．５０ｇ、２８．８０ｍｍｏｌ）、２−（２−（２−（２−（４−ビニルベンジルオキシ）エトキシ）エトキシ）エトキシ）エタノール（８．９５ｇ、２８．８０ｍｍｏｌ）、及び２，２’−アゾビス（４−エトキシ）−２，４−ジメチルバレロニトリル（０．８６４ｍｍｏｌ）をクロロホルム（１８ｍｌ）に溶解させ、室温にて７２時間撹拌して重合反応を行った。ポリマー溶液をゆっくりとエーテルに注ぎ込み、上澄み液を分離し、不溶物は再びＴＨＦに溶解させた。このポリマー溶液を再びゆっくりとエーテルに注ぎ込み、上澄み液を分離し、不溶物を再びＴＨＦに溶解させた。この操作を３度繰り返し、沈殿したポリマーをかき集め、エーテルで７回洗浄した。その後は減圧乾燥することで、下記式（５）で表される構造単位を有する共重合体１（１０．５２ｇ、６３％収率）を得た。共重合体１のプロトンＮＭＲ分析により、ｘ：ｙ：ｚ＝３４：３２：３４でと決定した。
【化５】
【００６２】
＜高分子担持触媒の合成例１：金−鉄クラスター触媒＞
（ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅの合成）
共重合体１（５００ｍｇ）をジグライム（和光純薬工業株式会社製・特級）３２ｍｌに溶解し、この溶液にカーボンブラック（ケッチェンブラック・インターナショナル社製、カーボンＥＣＰ）５００ｍｇを加えた。この混合物中に、水素化ホウ素ナトリウム（９６．４ｍｇ）をゆっくり加え１０分攪拌した。さらにＡｕＣｌ（ＰＰｈ３）（和光純薬工業株式会社製・特級）（１４０ｍｇ）及びＦｅＣｌ２（３６ｍｇ）のジグライム溶液（１０ｍｌ）をゆっくり加え、０℃で一晩攪拌した。０度から室温へ昇温した後、ジエチルエーテル１２０ｍｌを室温にて滴下した。得られた固体をろ過により回収後、ジエチルエーテルで数回洗浄し、室温にて乾燥した。固形物を撹拌せずに１５０℃、４時間加熱した。固形物を室温に戻して水、ＴＨＦ、ジクロロメタンで洗浄し、１７０℃、４時間過熱して、黒色固体が得られた（以下、「ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅ」と呼ぶ。）。
ＩＰＣ分析を行ったところ、金、および鉄の担持量は０．２１１ｍｍｏｌ／ｍｇ、０．１９８ｍｍｏｌ／ｍｇであった。
【００６３】
＜高分子担持触媒の合成例２：金−コバルトクラスター触媒＞
（ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｃｏの合成）
ＦｅＣｌ２の代わりに、ＣｏＣｌ２（３６．８ｍｇ）を使用すること以外は、ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅ合成と同様に行った。
得られた黒色固体は以下、「ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｃｏ」と呼ぶ。ＩＰＣ分析を行ったところ、金、およびコバルトの担持量は０．２７９ｍｍｏｌ／ｍｇ、０．２６７ｍｍｏｌ／ｍｇであった。
【００６４】
＜高分子担持触媒の合成例３：金−ニッケルクラスター触媒＞
（ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｎｉの合成）
ＦｅＣｌ２の代わりに、ＮｉＦ２（２７．４ｍｇ）を使用すること以外は、ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅ合成と同様に行った。
得られた黒色固体は以下、「ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｎｉ」と呼ぶ。ＩＰＣ分析を行ったところ、金、およびニッケルの担持量は０．２６０ｍｍｏｌ／ｍｇ、０．２５１ｍｍｏｌ／ｍｇであった。
【００６５】
＜高分子担持触媒の合成例４：金クラスター触媒＞
（ＰＩ／ＣＢ−Ａｕの合成）
共重合体１（５００ｍｇ）をジグライム（和光純薬工業株式会社製・特級）３２ｍｌに溶解し、この溶液にカーボンブラック（ケッチェンブラック・インターナショナル社製、カーボンＥＣＰ）５００ｍｇを加えた。この混合物中に、水素化ホウ素ナトリウム（３２．１ｍｇ）をゆっくり加え１０分攪拌した。さらにＡｕＣｌ（ＰＰｈ３）（和光純薬工業株式会社製・特級）（１４０ｍｇ）のジグライム溶液（１０ｍｌ）をゆっくり加え、０℃で一晩攪拌した。０℃から室温へ昇温した後、ジエチルエーテル１６０ｍｌを室温にて滴下した。得られた固体をろ過により回収後、ジエチルエーテルで数回洗浄し、室温にて乾燥した。固形物を撹拌せずに１５０℃、４時間加熱した。固形物を室温に戻して水、ＴＨＦ、ジクロロメタンで洗浄し、１７０℃、４時間過熱して、黒色固体が得られた（以下、「ＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅ」と呼ぶ。）。
ＩＰＣ分析を行ったところ、金の担持量は０．２５１ｍｍｏｌ／ｍｇであった。
【００６６】
［実施例１］
４−メチルベンジルアルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、ベンジルアミン（０．３６８ｍｍｏｌ）、合成例１で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅ（０．００３７ｍｍｏｌ、１ｍｏｌ％）、水酸化ナトリウム（０．３６８ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、２５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄し、有機層と水層とに分離した。水層には飽和塩化アンモニウム水溶液（１０ｍｌ）を加え、ジクロロメタンで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層とジクロロメタン抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物を分取用薄層クロマトグラフィーで分離して、下記式（６）で表されるＮ−ベンジル−４−メチルベンズアミドを収率９５％で得た。なお、式（６）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたＮ−ベンジル−４−メチルベンズアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１及び図２に示す。
【化６】
【００６７】
［実施例２］
合成例１で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅを使用しない代わりに、合成例２で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｃｏ（０．００３７ｍｍｏｌ、１ｍｏｌ％）を使用する以外は実施例１と同様に行った。Ｎ−ベンジル−４−メチルベンズアミドを収率９５％で得た。
【００６８】
［実施例３］
合成例１で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｆｅを使用しない代わりに、合成例３で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｎｉ（０．００３７ｍｍｏｌ、１ｍｏｌ％）を使用する以外は実施例１と同様に行った。Ｎ−ベンジル−４−メチルベンズアミドを収率８７％で得た。
【００６９】
［実施例４］
３−フェニル−１−プロパノールエチルアルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、ベンジルアミン（０．３６８ｍｍｏｌ）、合成例４で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ（０．００３７ｍｍｏｌ、１ｍｏｌ％）、水酸化ナトリウム（０．３６８ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、４５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄し、有機層と水層とに分離した。水層には飽和塩化アンモニウム水溶液（１０ｍｌ）を加え、ジクロロメタンで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層とジクロロメタン抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物を分取用薄層クロマトグラフィーで分離して、下記式（７）で表されるＮ−ベンジル−３−フェニルプロパンアミドを収率８５％で得た。なお、式（７）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたＮ−ベンジル−３−フェニルプロパンアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３及び図４に示す。
【化７】
【００７０】
［比較例１］
合成例１の触媒を使用しないこと以外は実施例１と同様に行った。生成物として目的のアミド化合物は得られず、原料がそのまま回収された。
【００７１】
［比較例２］
合成例４の触媒を使用しないこと以外は実施例４と同様に行った。生成物として目的のアミド化合物は得られず、原料がそのまま回収された。
【００７２】
次に、下記の条件Ａ又は条件Ｂの下、種々のアルコールとベンジルアミンとの組合せ、又はベンジルアルコールと種々のアミンとの組合せで、アミド化反応を行った例を示す。
【００７３】
条件Ａ：触媒として合成例２で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｃｏ（０．００３７ｍｍｏｌ、１０ｍｏｌ％）、アルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、アミン（０．３６８ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（０．３６８ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、２５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄し、有機層と水層とに分離した。水層には飽和塩化アンモニウム水溶液（１０ｍｌ）を加え、ジクロロメタンで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層とジクロロメタン抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物は分取用薄層クロマトグラフィー、あるいは再結晶で精製し、対応するアミド化合物を単離し、１Ｈ−ＮＭＲ及び１３Ｃ−ＮＭＲにて同定した。特に光学活性化合物を用いた場合には、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーで光学純度も測定した。
【００７４】
条件Ｂ：触媒として合成例４で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ（０．００３７ｍｍｏｌ、１０ｍｏｌ％）、アルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、アミン（０．３６８ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（０．３６８ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、４５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄し、有機層と水層とに分離した。水層には飽和塩化アンモニウム水溶液（１０ｍｌ）を加え、ジクロロメタンで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層とジクロロメタン抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物は分取用薄層クロマトグラフィー、あるいは再結晶で精製し、対応するアミド化合物を単離し、１Ｈ−ＮＭＲ及び１３Ｃ−ＮＭＲにて同定した。特に光学活性化合物を用いた場合には、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーで光学純度も測定した。
【００７５】
［実施例５］
条件Ａにおいて、パラメトキシベンジルアルコール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（８）で表されるパラメトキシ安息香酸ベンジルアミドが収率８７％で得られた。なお、式（８）中のＭｅＯはメトキシ基を示し、Ｐｈはフェニル基を示す。得られたパラメトキシ安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図５及び図６に示す。
【化８】
【００７６】
［実施例６］
条件Ａにおいて、パラニトロベンジルアルコール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（９）で表されるパラニトロ安息香酸ベンジルアミドが収率９５％で得られた。なお、式（９）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたパラニトロ安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図７及び図８に示す。
【化９】
【００７７】
［実施例７］
条件Ａにおいて、１−ナフチルメタノール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１０）で表される１−ナフタレン酸ベンジルアミドが収率８５％で得られた。なお、式（１０）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた１−ナフタレン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図９及び図１０に示す。
【化１０】
【００７８】
［実施例８］
条件Ａにおいて、フルフリルアルコール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１１）で表される２−フランカルボン酸ベンジルアミドが収率８９％で得られた。なお、式（１１）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた２−フランカルボン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１１及び図１２に示す。
【化１１】
【００７９】
［実施例９］
条件Ａにおいて、２−ピリジンメタノール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１２）で表されるピコリン酸ベンジルアミドが収率９２％で得られた。なお、式（１２）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたピコリン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１３及び図１４に示す。
【化１２】
【００８０】
［実施例１０］
条件Ａにおいて、けい皮アルコール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１３）で表されるけい皮酸ベンジルアミドが収率６５％で得られた。なお、式（１３）中のＰｈはフェニル基を示す。また、実施例１０において、けい皮酸部位の水素化物は得られなかった。得られたけい皮酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１５及び図１６に示す。
【化１３】
【００８１】
［実施例１１］
条件Ａにおいて、アルコールとしてアリルアルコール（０．７５８ｍｍｏｌ）を用い、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１４）で表されるアクリル酸ベンジルアミドが収率６０％で得られた。なお、式（１４）中のＰｈはフェニル基を示す。また、実施例１１において、アクリル酸部位の水素化物は得られなかった。得られたアクリル酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１７及び図１８に示す。
【化１４】
【００８２】
［実施例１２］
条件Ｂにおいて、エタノール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製することなく、下記式（１５）で表される酢酸ベンジルアミドが収率９５％で得られた。なお、式（１５）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた酢酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図１９及び図２０に示す。
【化１５】
【００８３】
［実施例１３］
条件Ｂにおいて、ノルマルヘプタノール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１６）で表されるヘプタン酸ベンジルアミドが収率８９％で得られた。なお、式（１６）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた酢酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図２１及び図２２に示す。
【化１６】
【００８４】
［実施例１４］
条件Ｂにおいて、シクロヘキシルメタノール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１７）で表されるシクロヘキサン酸ベンジルアミドが収率７１％で得られた。なお、式（１７）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたシクロヘキサン酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図２３及び図２４に示す。
【化１７】
【００８５】
［実施例１５］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、ベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１８）で表される安息香酸ベンジルアミドが収率９３％で得られた。なお、式（１８）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸ベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図２５及び図２６に示す。
【化１８】
【００８６】
［実施例１６］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、ノルマルヘキシルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（１９）で表される安息香酸ヘキシルアミドが収率９３％で得られた。なお、式（１９）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸ヘキシルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図２７及び図２８に示す。
【化１９】
【００８７】
［実施例１７］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、ノルマルオクチルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２０）で表される安息香酸オクチルアミドが収率９６％で得られた。なお、式（２０）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸オクチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図２９及び図３０に示す。
【化２０】
【００８８】
［実施例１８］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、アリルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２１）で表される安息香酸アリルアミドが収率９７％で得られた。なお、式（２１）中のＰｈはフェニル基を示す。また、実施例１８においては、アリル基のオレフィンは水素化されなかった。得られた安息香酸アリルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３１及び図３２に示す。
【化２１】
【００８９】
［実施例１９］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、３−メチルブチル−１−アミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２２）で表される安息香酸イソペンチルアミドが収率９６％で得られた。なお、式（２２）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸イソペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３３及び図３４に示す。
【化２２】
【００９０】
［実施例２０］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、メタクロロアニリンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２３）で表される安息香酸メタクロロアニリドが収率７５％で得られた。なお、式（２３）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸メタクロロアニリドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３５及び図３６に示す。
【化２３】
【００９１】
［実施例２１］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、ネオペンチルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２４）で表される安息香酸ネオペンチルアミドが収率９３％で得られた。なお、式（２４）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸ネオペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３７及び図３８に示す。
【化２４】
【００９２】
［実施例２２］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、シクロペンチルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２５）で表される安息香酸シクロペンチルアミドが収率７９％で得られた。なお、式（２５）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸シクロペンチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図３９及び図４０に示す。
【化２５】
【００９３】
［実施例２３］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、（Ｒ）−１−フェニルエタンアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２６）で表される（Ｒ）−Ｎ−（１−フェニルエチル）ベンズアミドが収率６８％で得られた。なお、式（２６）中のＰｈはフェニル基を示す。また、生成物アミドの光学純度は完全に維持されていた。得られた（Ｒ）−Ｎ−（１−フェニルエチル）ベンズアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図４１及び図４２に示す。
【化２６】
【００９４】
［実施例２４］
条件Ａにおいて、ベンジルアルコール、アンモニア水（２８％、２．２０ｍｍｏｌ）を用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２７）で表される安息香酸アミドが収率８９％で得られた。得られた安息香酸アミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図４３及び図４４に示す。
【化２７】
【００９５】
［実施例２５］
条件Ｂにおいて、ベンジルアルコール、Ｎ−メチルベンジルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２８）で表される安息香酸Ｎ−メチルベンジルアミドが収率７０％で得られた。なお、式（２８）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸Ｎ−メチルベンジルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図４５及び図４６に示す。
【化２８】
【００９６】
［実施例２６］
条件Ｂにおいて、ベンジルアルコール、モルフォリンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（２９）で表されるベンゾイルモルフォリンが収率８４％で得られた。なお、式（２９）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたベンゾイルモルフォリンの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図４７及び図４８に示す。
【化２９】
【００９７】
［実施例２７］
条件Ｂにおいて、ベンジルアルコール、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルアミンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（３０）で表される安息香酸−Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルアミドが収率６６％で得られた。なお、式（３０）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸−Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図４９及び図５０に示す。
【化３０】
【００９８】
［実施例２８］
条件Ｂにおいて、ベンジルアルコール、ピペリジンを用いた。薄層クロマトグラフィーで精製し、下記式（３１）で表される安息香酸ピペリジンアミドが収率７２％で得られた。なお、式（３１）中のＰｈはフェニル基を示す。得られた安息香酸ピペリジンアミドの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図５１及び図５２に示す。
【化３１】
【００９９】
［実施例２９］
触媒として合成例４で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ（０．００７６ｍｍｏｌ、２ｍｏｌ％）、ベンジルアルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、Ｌ−アラニン（０．３６８ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（０．７５９ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、２５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄した。有機層と水層とを分離し、水層に１Ｎ−ＨＣｌ（１０ｍｌ）を加え、水層を酢酸エチルで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層と酢酸エチル抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物は分取用薄層クロマトグラフィー精製し、下記式（３２）で表されるＮ−ベンゾイル−Ｌ−アラニンが収率７３％で得られた。なお、式（３２）中のＰｈはフェニル基を示す。また、キラルカラムを用いて光学純度を測定したが、１００％ｅｅであった。得られたＮ−ベンゾイル−Ｌ−アラニンの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図５３及び図５４に示す。また、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートを図５５（別途合成したラセミ体）及び図５６（本実施例２９で合成したもの）に示す。
【化３２】
【０１００】
［実施例３０］
触媒として合成例４で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ（０．００７６ｍｍｏｌ、２ｍｏｌ％）、ベンジルアルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、グリシン（０．３６８ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（０．７５９ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、２５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄した。有機層と水層とを分離し、水層に１Ｎ−ＨＣｌ（１０ｍｌ）を加え、水層を酢酸エチルで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層と酢酸エチル抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物は分取用薄層クロマトグラフィー精製し、下記式（３３）で表されるベンゾイルグリシンが収率８７％で得られた。なお、式（３２）中のＰｈはフェニル基を示す。得られたベンゾイルグリシンの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図５７及び図５８に示す。
【化３３】
【０１０１】
［実施例３１］
触媒として合成例２で得たＰＩ／ＣＢ−Ａｕ−Ｃｏ（０．００７６ｍｍｏｌ、２ｍｏｌ％）、ベンジルアルコール（０．３６８ｍｍｏｌ）、（２Ｓ）−２−アミノ−１−ピペリジン−１−イル−１−オン（０．３６８ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（０．７５９ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン／水（０．５ｍｌ、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ＝１９／１）を混合し、常圧の酸素雰囲気下、２５℃で１２時間攪拌した。反応終了後は触媒をろ過して、触媒層をジクロロメタン（ＤＣＭ）で洗浄した。有機層と水層とを分離し、水層に１Ｎ−ＨＣｌ（１０ｍｌ）を加え、水層を酢酸エチルで抽出した（２０ｍｌ×３回）。先の有機層と酢酸エチル抽出液とを混合し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。残留物は分取用薄層クロマトグラフィー精製し、下記式（３４）で表される１−（Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−アラニル）−ピペリジンが収率６９％で得られた。なお、式（３４）中のＰｈはフェニル基を示す。また、キラルカラムを用いて光学純度を測定したが、１００％ｅｅであった。得られた１−（Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−アラニル）−ピペリジンの１Ｈ−ＮＭＲチャート及び１３Ｃ−ＮＭＲチャートをそれぞれ図５９及び図６０に示す。また、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィーのチャートを図６１（別途合成したラセミ体）及び図６２（本実施例３１で合成したもの）に示す。
【化３４】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有する触媒の存在下、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を得る工程を備え、
前記ナノサイズクラスターが、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするアミド化合物の製造方法。
【請求項２】
前記スチレン系高分子が前記架橋性官能基としてエポキシ基及び水酸基を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアミド化合物の製造方法。
【請求項３】
架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有し、
前記ナノサイズクラスターが、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする触媒。
【請求項１】
架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有する触媒の存在下、一級アルコールと一級アミン、二級アミン及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とからアミド化合物を得る工程を備え、
前記ナノサイズクラスターが、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするアミド化合物の製造方法。
【請求項２】
前記スチレン系高分子が前記架橋性官能基としてエポキシ基及び水酸基を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアミド化合物の製造方法。
【請求項３】
架橋性官能基を含む側鎖を有するスチレン系高分子の該架橋性官能基を架橋させてなる担体と、該担体に担持されたナノサイズクラスター及びカーボンブラックとを有し、
前記ナノサイズクラスターが、金からなるナノサイズクラスター並びに金と鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の８属金属とのナノサイズクラスターから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする触媒。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【公開番号】特開２０１３−６７５７６（Ｐ２０１３−６７５７６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０６３６６（Ｐ２０１１−２０６３６６）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【Ｆターム（参考）】
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