ビタミンＢ１２修飾ハイパーブランチポリマーおよび脱ハロゲン化触媒
【課題】ビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーおよび脱ハロゲン化触媒を提供する。
【解決手段】高度分岐高分子であるハイパーブランチポリマーにビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化し、高い触媒効率と、これまでの単分子触媒とは異なる生成物選択性を有する新規ハイブリッド触媒の提供、およびビタミンＢ12化合物を高分子に固定化することで、ビタミンＢ12触媒を容易に回収・再利用できる方法を提供する。
【解決手段】高度分岐高分子であるハイパーブランチポリマーにビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化し、高い触媒効率と、これまでの単分子触媒とは異なる生成物選択性を有する新規ハイブリッド触媒の提供、およびビタミンＢ12化合物を高分子に固定化することで、ビタミンＢ12触媒を容易に回収・再利用できる方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーおよび脱ハロゲン化触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイパーブランチポリマーはデンドリマーと共にデンドリティック（樹枝状）ポリマーとして分類され、従来の高分子は一般的に紐状の形状であるのに対し、これらのデンドリティックポリマーは積極的に分枝を導入している点でその特異な構造を有し、特に末端基数の多さがデンドリティックポリマーの最も顕著な特徴である。このような末端基数の多いデンドリティックポリマーは、末端基の種類によって分子間相互作用が大きく左右されるので、ガラス転移温度や溶解性、薄膜形成性などが大きく変化し、一般の線状高分子にはない特徴を有する。
ハイパーブランチポリマーのデンドリマーに対する利点は、その合成の簡便さが挙げられ、特に工業的生産においては有利である。一般にデンドリマーが保護−脱保護を繰り返し合成されるのに対し、ハイパーブランチポリマーは１分子中に２種類の置換基を合計３個以上もつ、いわゆるＡＢX型モノマーの１段階重合により合成される。
ビタミンＢ12は、テトラピロール系の平面配位子であるコリン環内の４個の窒素原子にコバルトが配位した金属錯体であり、中心コバルトが＋１ないし＋３の酸化状態をとることができるので、この多様な電子状態が自在に変化することにより、多彩な反応の触媒として応用されている。
高分子表面へのビタミンＢ12の固定化は、修飾電極の耐久性向上を目指したものや（非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３参照）、高分子薄膜上への固定化（非特許文献４参照）が報告されているが、高度分岐高分子上へ固定化した検討はなされていない。また、電極上にビタミンＢ12化合物を共有結合で担持した修飾電極を用いて、電解質溶液中で電解還元することが報告されているが（非特許文献５参照）、かかる方法では、電解質溶液に伝導性を与えるために、大量の電解質を用いる必要があった。また触媒となるビタミンＢ12化合物を回収・再利用するにはクロマトグラフィによる分離操作が必要であり、多大な労力を必要とした。
【非特許文献１】「ヘルベチカ・ケミカ・アクタ（Ｈｅｌｖ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ．）」、（スイス）１９８５年、６８、ｐ．１３０１
【非特許文献２】「ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサイアティ・ケミカル・コミュニケーションズ（Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．）」、（英国）、１９８９年、ｐ．１０９４
【非特許文献３】「ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイアティ（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．）」、（米国）、１９９９年、１２１、ｐ．２９０９
【非特許文献４】「シンレット（Ｓｙｎｌｅｔｔ）」、（米国）、２０００年、１１、ｐ．１６９４
【非特許文献５】「ケミカル・コミュニケーションズ（Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．）」、（英国）、２００４年、ｐ．５０−５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、高度分岐高分子であるハイパーブランチポリマーにビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化し、高い触媒効率と、これまでの単分子触媒とは異なる生成物選択性を有する新規ハイブリッド触媒の提供、およびビタミンＢ12化合物を高分子に固定化することで、ビタミンＢ12触媒を容易に回収・再利用できる方法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】
【０００４】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ハイパーブランチポリマーにビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化した触媒を合成した。本触媒は、脱ハロゲン化反応において、高い触媒活性を有するとともに、複数のビタミンＢ12部位を近接した場所に固定化しているため、これまでの触媒と異なり還元時に炭素−炭素結合を促進する効果を見出し、本発明を完成した。
【０００５】
即ち、本発明は、第１観点として、ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つの官能基にビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化した構造を有し、ゲル浸透クロマトグラフィによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量が２，０００ないし２０，０００，０００であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第２観点として、前記官能基がヒドロキシル基であり、前記共有結合がエステル結合である、第１観点記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第３観点として、下記の式（１）で表される構造を重合開始部位とし、下記の式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位と下記の式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位とを有し、かつ式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位の総数が１ないし１００，０００の整数で、式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位の総数が２ないし１００，０００の整数であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【化１】
【化２】
【化３】
｛式（１）ないし式（３）中、Ａ1は式（４）または式（５）
【化４】
【化５】
（式（４）および式（５）中、Ａ3はエーテル結合またはエステル結合を含んでいてもよ
い炭素原子数１ないし２０の直鎖状、枝分かれ状または環状のアルキレン基を表し、Ｘ1
、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１ないし２０のアル
キル基、または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表す。）で表される構造を表し、Ａ2はエーテル結合またはエステル結合を含んでいてもよい炭素原子数１ないし２０の
直鎖状、枝分かれ状または環状のアルキレン基を表し、Ｒ1は水素原子またはメチル基を
表し、Ｒ2は水素原子、炭素原子数１ないし２０の直鎖状もしくは枝分かれ状のヒドロキ
シルアルキル基、炭素原子数３ないし２０の直鎖状もしくは枝分かれ状のエポキシ基を含むアルキル基、または式（６）
【化６】
（式中、Ｒ3ないしＲ9のいずれか１つは、前記式（２）中のＡ2−Ｏ基の酸素原子と共有
結合する単結合を表し、前記Ａ2−Ｏ基と共有結合しないＲ3ないしＲ9は、それぞれ独立
してヒドロキシル基または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表し、Ｙ1はシアノ
基、ヒドロキシル基またはメチル基を表し、Ｙ2はＣｏ原子に配位している水分子を表す
。）
で表されるビタミンＢ12化合物を表す（ただし、少なくとも１つ以上のビタミンＢ12化合物を含む。）。｝、
第４観点として、分子末端にＮ，Ｎ−ジエチルジチオカーバメート基を有する、第３観点記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第５観点として、前記Ａ1が式（７）または式（８）
【化７】
【化８】
（式中、ｍは２ないし１０の整数を表す。）で表される構造である、第３観点記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第６観点として、前記Ａ2が、−（ＣＨ2）n−（式中、ｎは２ないし１０の整数を表す
。）である、第３観点記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第７観点として、前記ビタミンＢ12化合物が式（９）
【化９】
（式中、Ｒ3ないしＲ8は、それぞれ独立してヒドロキシル基または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表し、Ｙ1はシアノ基、ヒドロキシル基またはメチル基を表し、Ｙ2はＣｏ原子に配位している水分子を表す。）で表される化合物であることを特徴とする、第３観点記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第８観点として、第１観点ないし第７観点のいずれかに記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーを含むラジカル型有機合成反応触媒、
第９観点として、脱ハロゲン化反応を促進することを特徴とする第８観点記載のラジカル型有機合成反応触媒、
第１０観点として、炭素−炭素結合反応を促進することを特徴とする第８観点記載のラジカル型有機合成反応触媒、
第１１観点として、ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つのヒドロキシル基と、ビタミンＢ12化合物のいずれか１つのカルボキシル基とを、縮合剤の存在下で反応させることを特徴とするビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーの製造方法、である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー触媒を用いれば、脱ハロゲン化反応を高収率で実施することが可能となるとともに、これまでの反応では主生成物とすることが難しかった炭素−炭素結合反応物を高収率で得ることが可能となる。また、反応混合液からビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー触媒を容易に分離でき、触媒の再利用が可能となる。さらに、本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー触媒は、電気化学的に応用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーは、ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つの官能基にビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化した構造を有し、ゲル浸透クロマトグラフィによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量が２，０００ないし２０，０００，０００であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーである。
ここで、共有結合で固定化した構造とは、例えば、ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つのヒドロキシル基とビタミンＢ12化合物のいずれか１つのカルボキシル基が、エ
ステル結合により結合した構造である。
本発明に用いられるビタミンＢ12化合物とはビタミンＢ12骨格を有する化合物であり、例えば、ビタミンＢ12（シアノコバラミン）が挙げられる。
具体的な本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーは、前記式（１）で表される構造式を重合開始部位とし、式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位と式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位とを有するビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーである。
また、式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位の総数が１ないし１００，０００の整数であり、式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位の総数が２ないし１００，０００の整数であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーである。
【０００８】
式（１）および式（３）中のＡ1は、式（４）または式（５）で表される構造を表す。
式（２）におけるＡ2並びに式（４）および式（５）におけるＡ3は、エーテル結合またはエステル結合を含んでいてもよい炭素原子数１ないし２０の直鎖状、枝分かれ状または環状のアルキレン基を表し、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１ないし２０のアルキル基、または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表す。
式（１）中のＲ1は、水素原子、またはメチル基を表す。
式（２）中のＲ2は、水素原子、炭素原子数１ないし２０の直鎖状もしくは枝分かれ状
のヒドロキシル基、炭素原子数３ないし２０の直鎖状もしくは枝分かれ状のエポキシ基を含むアルキル基、または前記式（６）で表されるビタミンＢ12化合物を表す（ただし、少なくとも１つ以上のビタミンＢ12化合物を含む）。
Ｒ2のヒドロキシアルキル基の具体例としては、ヒドロキシメチル基、２−ヒドロキシ
エチル基、３−ヒドロキシプロピル基、４−ヒドロキシブチル基などの直鎖状ヒドロキシアルキル基、２−ヒドロキシプロピル基、２−ヒドロキシブチル基、３−ヒドロキシブチル基、２−メチル−３−ヒドロキシプロピル基、３−メチル−２−ヒドロキシプロピル基などの枝分かれ状ヒドロキシルアルキル基が挙げられる。
式（６）で表されるビタミンＢ12化合物としては、例えば、前記式（９）で表されるビタミンＢ12関連化合物が挙げられる。
式（６）において、Ｒ3ないしＲ8におけるアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などの炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基が挙げられ、好ましくはメトキシ基である。
Ａ2およびＡ3のアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、ノルマルプロピレン基、ノルマルブチレン基、ノルマルヘキシレン基等の直鎖状アルキレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基、２−メチルプロピレン基等の分岐状アルキレン基が挙げられる。また環状アルキレン基としては、炭素原子数３ないし３０の単環式、多環式、架橋環式の環状構造の脂環式脂肪族基が挙げられる。具体的には、炭素原子数４以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ、ペンタシクロ構造等を有する基を挙げることができる。
Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4の炭素原子数１ないし２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基、ノルマルペンチル基等が挙げられる。炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ノルマルペンチルオキシ基等が挙げられる。特にＸ1、
Ｘ2、Ｘ3およびＸ4としては、水素原子又は炭素原子数１ないし２０のアルキル基が好ま
しい。
また、式（１）のＡ1としては、式（４）または式（５）で表される構造であることが
好ましい。式（５）中、ｍは２ないし１０の整数を表し、ｍとしては２または３が好ましい。
【０００９】
本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーの製法としては、例えば、ハイパ
ーブランチポリマーの少なくとも１つのヒドロキシル基と、ビタミンＢ12化合物のいずれか１つのカルボキシル基とを、縮合剤の存在下で反応させる製法が挙げられる。本反応は、不活性溶媒中、塩基を添加して行うことが好ましい。
原料となるハイパーブランチポリマーは、官能基としてヒドロキシル基を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミルエチルメタクリレートとメタアクリル酸２−ヒドロキシエチルとのランダム共重合体（商品名オプトビーズＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ（日産化学工業（株）製））が挙げられる。
縮合剤としては、Ｎ，Ｎ‘−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、１−エチル−３−（ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ・ＨＣｌ）、クロロギ酸エステルやトシル酸クロライドのような酸クロライド（混合酸無水物法）、または２−メチル−６−ニトロ安息香酸無水物のような酸無水物等が挙げられる。
塩基としては、例えば、三級アミンが使用され、具体的には、ピリジン、４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）、またはトリエチルアミン等が挙げられる。
不活性溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル及びアセトニトリル等のニトリル系溶媒等並びにこれらの溶媒の混合溶液が挙げられる。
反応温度は、溶媒の氷点から沸点の範囲であれば特に制限されないが、操作上０℃ないし８０℃が好ましい。反応時間は、反応の速度に依存するが、数時間から数十日間が好ましい。
【００１０】
本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーは、ラジカル型有機合成反応の触媒として使用することができ、例えば、脱ハロゲン化反応、炭素−炭素結合反応等に好適に使用できる。
本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー触媒を用いた脱ハロゲン化反応および炭素−炭素結合反応は、有機ハロゲン化物を有機溶媒中でビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー触媒と酸化チタンのような固体光触媒の共存下、光照射することにより行うことができる。
固体光触媒は、光を照射することにより触媒活性を示す固体であるが、紫外光照射ではハイブリッド触媒の分解の恐れがあり、可視光を照射することにより触媒活性を示す可視光応答型の光触媒が好ましく用いられる。可視光応答型光触媒としては、酸化チタンが挙げられ、通常、結晶性のもの、例えばアナターゼ型、ルチル型、アナターゼ・ルチル型、ブルッカイト型が用いられる。
照射する光は、固体光触媒として紫外光応答型の光触媒を用いた場合は紫外光が、可視光応答型の光触媒を用いた場合は可視光がそれぞれ用いられる。
本発明の脱ハロゲン化反応および炭素−炭素結合反応に用いうる溶媒としては、基質およびビタミンＢ12錯体に対して反応しないもの、例えばメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類、アセトニトリル、ベンゾニトリルなどが挙げられる。酸化チタンが光増感作用を効率良く起こすためには、価電子帯のホールと高い反応性を示す、アルコール類を含む溶媒系が望ましい。
本発明の脱ハロゲン化方法および炭素−炭素結合反応に適用される有機ハロゲン化物は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子を有する有機化合物であって、例えば１，１−ビス（４−クロロフェニル）−２，２，２−トリクロロエタン〔ＤＤＴ〕、１，１−ビス（４−クロロフェニル）−２，２−ジクロロエタン〔ＤＤＤ〕、２−ブロモエチルベンゼン、２−クロロエチルベンゼン、臭化ベンジル、塩化ベンジルなどのハロゲン化芳香族炭化水素、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、フルオロトリクロロメタン、１，１，１−トリクロロメタン、ブロモホルム、１−ブロモプロパン、２−ブロモプロパン、臭化アリル、塩化アリル、ヨウ化メチルなどのハロゲン化炭化水素などが挙げられる。
【００１１】
脱ハロゲン化温度は、通常２０℃ないし４０℃、好ましくは３０℃ないし３５℃程度である。脱ハロゲン化に要する時間は、通常６時間ないし２４時間程度である。
ビタミンＢ12化合物において、中心金属原子であるコバルト原子は通常、３価または２価であるが、−０．４ないし−２．０Ｖ ｖｓ． Ａｇ／ＡｇＣｌの電位をかけると１価に還元される。コバルト原子が１価に還元されたビタミンＢ12化合物は、高い還元力を示すので、本発明の脱ハロゲン化方法では、かかるビタミンＢ12化合物が、有機ハロゲン化物に作用して還元し、脱ハロゲン化するものと考えられる。
脱ハロゲン化後のビタミンＢ12化合物は、反応混合物から脱ハロゲン化物を回収した後、再利用することができる。脱ハロゲン化物を回収せずに、そのまま再利用することも可能である。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明について実施例を挙げて詳述するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。ＵＶ−ｖｉｓスペクトル、ＩＲスペクトル、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ、ＧＰＣ、ＧＣ−ＭＳ、ＮＭＲ、ＥＳＲスペクトル、サイクリックボルタモグラム、蛍光偏光度、ＤＬＳ、ＴＥＭは次の装置により測定した。
ＵＶ−ｖｉｓスペクトル：Ｕ−３０００型紫外可視分光光度計（（株）日立製作所製）
ＩＲスペクトル：ＦＴ−ＩＲ４６０ｐｌｕｓ（日本分光（株）製））
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ：Ａｕｔｏｆｌｅｘ（（株）ブルカー製）
ＧＰＣ：ＬＣ−９２０１Ｒ（日本分析工業（株）製）
ＧＣ−ＭＳ：ＧＣ−ＭＳ−ＱＰ５０５０ＡＨガスクロマトグラフ質量分析計（（株）島津製作所製）
ＮＭＲ：ＡＶＡＮＣＥ ５００ 核磁気共鳴装置（（株）ブルカー製）
ＥＳＲスペクトル：ＪＥＳ−ＦＥ１ＧＸ−バンドＥＳＲ測定装置（日本電子（株）製）
サイクリックボルタモグラム：ＣＶ−５００Ｗ（ＢＡＳ（株）製）
蛍光偏光度：ＦＰ−７５０型分光蛍光光度計（日本分光（製））
ＤＬＳ：ファイバー光学動的光散乱光度計（大塚電子（株）製）
ＴＥＭ：透過型電子顕微鏡（日立製作所製、Ｈ８０００）
ＨＰＬＣ（ＧＰＣ）：高速液体クロマトグラフＥＺＣｈｒｏｍ Ｅｌｉｔｅ（（株）日立ハイテクフィールディング製）
ＨＰＬＣ（ＧＰＣ）用カラム：ＫＤ−８０５、ＫＤ−８０４、ＫＤ−８０２（昭和電工（株）製）
【００１３】
参考例１（ビタミンＢ12誘導体の合成）
【化１０】
ビタミンＢ12誘導体を以下に示す操作で合成し、１つのカルボキシル基を有する（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）６Ｃ1エステル、および２つのカルボキシル基を有する（ＣＮ）2Ｃ
ｏｂ（ＩＩＩ）５Ｃ1エステルの混合物を得た。
シアノコバラミン２．５ｇ（１．９ｘ１０-3 ｍｏｌ）のメタノール溶液３００ｍＬに
９８％冷濃硫酸３０ｍＬを滴下した。遮光条件下、窒素雰囲気下で１２０時間加熱還流した。反応混合物を減圧濃縮し、冷水１００ｍＬを加えた後、固体炭酸ナトリウムで中和し、シアン化カリウム１．０ｇ（１．５ｘ１０-2 ｍｏｌ）を加えた。四塩化炭素（１００
ｍＬｘ２）、塩化メチレン（１００ｍＬｘ２）の順に抽出を行い、塩化メチレン抽出液を水（１００ｍＬｘ２）で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧乾固した。ベンゼン／ｎ−へキサンで再沈殿を行い、紫色粉末（９１４ｍｇ 収率４５％）を得た。ＵＶ−ｖｉｓスペクトル（図１）、ＩＲスペクトル（図２）、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（図３）で同定を行った。
※ これらの同定により、四塩化炭素抽出液には７ヶ所の側鎖がメチルエステル化された
（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）７Ｃ1エステルが抽出された。
【００１４】
参考例２
＜Ｎ、Ｎ−ジエチルジチオカルバミルエチルメタクリレートの合成＞
２Ｌの反応フラスコに、クロロエチルメタクリレート［ランカスター社製］１００ｇ、Ｎ、Ｎ−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム３水和物［関東化学（株）製］１７８ｇ、アセトン１１００ｇを仕込み、撹拌下で、温度４０℃で１４時間反応させた。反応後、析出した塩化ナトリウムを濾過して除き、その後エバポレーターで反応溶液からアセトンを留去させ、反応粗粉末を得た。この反応粗粉末を１，２−ジクロロエタンに再溶解させ、１，２−ジクロロエタン／水系で分液後、１，２−ジクロロエタン相から１，２−ジクロロエタンを留去させて黄色液体の目的物１７１ｇ（収率９７％）を得た。液体クロマトグラフィーによる純度（相対面積百分率）は９６％であった。
【００１５】
参考例３
＜ジチオカルバメート基を分子末端に有するアクリル−メタクリル酸２−ヒドロキシエチル系ハイパーブランチポリマーの合成＞
１Ｌの反応フラスコに、Ｎ、Ｎ−ジエチルジチオカルバミルエチルメタクリレート４０ｇ、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル［純正化学（株）製］２０ｇ、およびテトラヒドロフラン４００ｇを仕込み、撹拌して淡黄色透明溶液を調製した後、反応系内を窒素置換した。この溶液の真ん中から１００Ｗの高圧水銀灯[セン特殊光源（株）製、ＨＬ−１００]を点灯させ、内部照射による光重合反応を、撹拌下で、温度３０±５℃で６時間行った。次にこの反応液をヘキサン３０００ｇに添加してポリマーをスラリー状態で再沈した。このスラリーを濾過し、得られたポリマーをテトラヒドロフラン１７０ｇに再溶解した後、この溶液をヘキサン１５００ｇに添加してポリマーをスラリー状態で再沈した。このスラリーを濾過し、真空乾燥して、うす黄色粉末の目的物２７．３ｇを得た。得られたポリマーのゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレン換算で測定された重量平均分子量Ｍｗは２４，０００であり、分散度Ｍｗ／Ｍｎは４．０６であった。
得られたハイパーブランチポリマーは、下記の化学式（１０１）で示される構造式を重合開始部位とし、化学式（１０２）で示される直鎖構造の繰り返し単位と化学式（１０３）で示される枝分かれ構造の繰り返し単位を有するハイパーブランチポリマーである。
【化１１】
【化１２】
【化１３】
得られたポリマーのＮＭＲの測定結果を図４に示した。１９４ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、および１３ｐｐｍのＮ、Ｎ−ジエチルジチオカルバミルエチルメタクリレートに由来するピークの積分値の平均値と６７ｐｐｍ、および６０ｐｐｍのメタクリル酸２−ヒドロキシエチルに由来するピークの積分値の平均値から、上記の化学式（１０２）で示される直鎖構造の繰り返し単位の総量と化学式（１０１）で示される枝分かれ構造の繰り返し単位の総量の比は１．０対１．１であった。
【００１６】
参考例４
＜分子末端が還元されたアクリル−メタクリル酸２−ヒドロキシエチル系ハイパーブランチポリマーの合成＞
３００ｍＬガラス製反応フラスコに、参考例３で得たジチオカルバメート基を分子末端に有するハイパーブランチポリマー（Ｍｗ：２３０００、Ｍｗ／Ｍｎ：４．１５）８ｇ、テトラヒドロフラン５９ｇを仕込み、撹拌し、うす黄色透明溶液を調製した後、水素化トリブチルスズ[アルドリッチ社製]１１．５ｇを添加した。反応系内を窒素置換した。この溶液の真ん中から１００Ｗの高圧水銀灯[セン特殊光源（株）製、ＨＬ−１００]を点灯させ、内部照射による光反応を、撹拌下、温度３０±５℃で２時間行った。次に、この反応溶液をヘキサン１Ｌに添加して３度、ハイパーブランチポリマーをスラリー状態で再沈した。このスラリーを濾過し、真空乾燥して、白色粉末のジチオカルバメート基が水素に置換されたハイパーブランチポリマー２．９ｇを得た。ゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Ｍｗは２０，０００、分散度Ｍｗ／Ｍｎは３．１０であった。得られたハイパーブランチポリマーをＤＭＦへ溶解させ、５０μｇ／ｍＬとなるように調整した溶液の紫外可視吸収スペクトル測定結果を図５に示した。還元反応前に観測されたジチオカーバメート基に由来する２８０ｎｍを中心とするピークが、還元反応後消失しているのが観測された。これより得られたハイパーブランチポリマーは
、化学式（１０１）で示される構造式を重合開始部位とし、化学式（１０２）で示される直鎖構造の繰り返し単位と化学式（１０３）で示される枝分かれ構造の繰り返し単位を有するハイパーブランチポリマーのジチオカルバメート基が還元されたハイパーブランチポリマーである。
【００１７】
実施例１（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒の合成）
【化１４】
ビタミンＢ12誘導体をエステル結合により参考例３で合成したハイパーブランチポリマーに結合させた。
２口のナス型フラスコにハイパーブランチポリマー１０１ｍｇ（ＨＥＭＡのヒドロキシル基２．５７ｘ１０-4ｍｏｌ）、ビタミンＢ12誘導体（（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）６Ｃ1エステルおよび（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）５Ｃ1エステルの混合物）５５６ ｍｇ（５．１１ｘ１０-4 ｍｏｌ，１．９９ｅｑ）、４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）９４
．０ｍｇ（７．６９ｘ１０-4ｍｏｌ，３．０ ｅｑ）を入れ、窒素置換した。これに乾燥塩化メチレン２．００ｍＬを加えた。氷浴上で塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド（ＥＤＣ／ＨＣｌ）１９８ｍｇ（１．０３ｘ１０-3ｍｏｌ，４．０１ ｅｑ）を添加し、室温に戻して撹拌した。４時間後反応を止め、塩化メチレン２０ｍＬを加え、水（１５ｍＬｘ２）で洗浄した。塩化メチレン溶液を硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧乾固した。ＧＰＣ（クロロホルム、２８０ｎｍ）により精製を行った。分取した第一成分（ブロード成分）をクロロホルム／ｎ−ヘキサンで再沈殿を行い、赤紫色の粉末２１３ｍｇ（Ｂ12成分１１４ｍｇ（収率２０％）、ＨＢＰ成分９９ｍｇ（収率９９％））を得た。精製前と精製後のＧＰＣチャートをそれぞれ（図６）、（図７）に示す。
分取した第一成分のＵＶ−ｖｉｓスペクトルを（図８）に示す。
【００１８】
※ ビタミンＢ12誘導体の固定化量について
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒単位重量当りのビタミンＢ12誘導体の固定化量は、重量濃度既知の塩化メチレン溶液を調製し、ＵＶ−ｖｉｓスペクトルを測定し、３６９ｎｍにおける吸光度から算出した。上記の縮合反応において、反応体の化学量論比を変えることで、ビタミンＢ12誘導体固定化量の異なるハイブリッド触媒を合成することに成功した。反応体の化学量論比に対するビタミンＢ12誘導体固定化量を（表１）に示す。
【表１】
【００１９】
実施例２（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒による有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応）
【化１５】
≪Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒による臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．１）≫
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒は、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が４９３ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（ビタミンＢ12誘導体２．４ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（３．０ｘ １０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）３０ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで攪拌下にブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により反応器外表面における紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で紫外線を２４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
一方、Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒は、反応後酸化チタンとともに約６割を濾別回収でき、残りは過剰量のｎ−ヘキサンを加えることで再沈濾別することができる。
【００２０】
≪ビタミンＢ12誘導体による臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．２）≫
ビタミンＢ12誘導体は、（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）７Ｃ1エステルを用いた。ビタミンＢ12誘導体（２．４ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（３．０ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）３０ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで攪拌下にブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により反応器外表面における紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で紫外線を２４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
【００２１】
≪ＨＢＰ共存下での臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．３）≫
（２−ブロモエチル）ベンゼン（３．０ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇおよびハイパーブランチポリマー（日産化学工業（株）製、商品名オプトビーズＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡランダム共重合体 ）０．８８ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）３０ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで攪拌下にブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により反応器外表面における紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で紫外線を２４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
【００２２】
結果を（表２）に示す。
【表２】
エントリーＮｏ．１、エントリーＮｏ．２の転化率の比較から、ビタミンＢ12誘導体をＨＢＰに固定化したことにより触媒効率の向上した。これは運動性のある担体に触媒を大量に固定化したことで、反応溶液中でビタミンＢ12誘導体の局所的な高濃度状態が達成されたため、あるいはＨＢＰ担体への基質の取り込み効果によるものであると考えられる。
また、生成物の選択性に関して、Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒では二量体が優先的に生成した。これはビタミンＢ12誘導体がＨＢＰによって予め近傍に固定化されているため、ラジカル反応中間体のカップリングが容易に進行したためであると考えられる。
【００２３】
実施例３（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒の立体構造評価）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒として、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が５３４ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰ１６．５ｍｇを塩化メチレン１００ｍＬに溶解し、ＫＣＮ水溶液（５０ｍｇ／１００ｍＬ）で浸透した。これを無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶液を減圧乾固した。得られた固体をメタノールに溶解し、ＣＤ測定を行った。また、参照としてビタミンＢ12誘導体（（ＣＮ）2Ｃｏｂ６Ｃ1エステルおよび（ＣＮ）2Ｃｏｂ
５Ｃ1エステルの混合物）のＣＤ測定を行った。図９にＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒お
よびビタミンＢ12誘導体のＣＤスペクトルを示す。
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒は、ビタミンＢ12誘導体と同様の円二色性を示した。これはＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒にビタミンＢ12誘導体の構造が保持されていることを示唆している。
【００２４】
実施例４（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のＴＥＭ測定による粒径評価）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒として、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が４９３ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のメタノール溶液を調製し、該溶液をカーボン蒸着銅メッシュグリッドに滴下し、減圧乾固し、これについて、ＴＥＭ測定を行った。図１０にＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のＴＥＭ像を示す。粒径５ないし８ｎｍの粒子が観察された。
【００２５】
実施例５（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のＤＬＳ測定による粒径評価）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒として、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が４９３ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のメタノール溶液を調製し、ＤＬＳ測定を行った。固体レーザー（５３２ｎｍ）にて測定した。図１１にＤＬＳ測定の結果を示す。また個数換算分布から得られる平均粒径は、７．４ｎｍであった。
【００２６】
実施例６（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒中のビタミンＢ12誘導体の軸配位子変換（アコシアノ体の合成））
【化１６】
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒として、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が５３４ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒２９．５ｍｇを塩化メチレン１００ｍＬに溶解し、３０％過塩素酸水溶液６０ｍＬで浸透した。飽和過塩素酸ナトリウム水溶液（５０ｍＬｘ２）で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した。これにクロロホルムを加え、ヘキサンで再沈殿し、赤色粉末２７．０ｍｇを得た。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）のＵＶ−ｖｉｓスペクトルを図１２に示す。
【００２７】
実施例７（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒中のコバルトの酸化数変換（（Ｃｏ（ＩＩ）体の合成））
【化１７】
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）２６．３ｍｇをアセトニトリル１．０ｍＬに溶解し、次いでメタノール５０ｍＬ、水５０ｍＬを加え、１５分間窒素バブリングにより脱気した。これに水素化ホウ素ナトリウム５１．３ｍｇを水３．０ｍＬに溶解したものを加え、５分間攪拌した。溶液が暗緑色から橙色になるまで６０％過塩素酸を加え、１５分間攪拌した。塩化メチレン１００ｍＬで抽出し、飽和過塩素酸ナトリウム水溶液（５０ｍＬｘ２）で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した。これにクロロホルムを加え、ヘキサンで再沈殿し、橙色粉末２６．３ｍｇを得た。図１３にＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のＵＶ−ｖｉｓスペクトル、図１４にＥＳＲスペクトルを示す。
【００２８】
実施例８（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）の酸化還元挙動）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）（ビタミンＢ12誘導体８．３ｘ１０
-4Ｍ、過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム０．１０Ｍ）のＤＭＦ溶液を調製した。作用電極にグラッシカーボン電極、補助電極に白金電極、参照電極にＡｇ／ＡｇＣｌ電極を用い、ＣＶ測定を行った。図１５にＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のサイクリックボルタモグラムを示す。さらに臭化フェネチル２０μＬを滴下し、ＣＶ測定を行った。図１６にこのときのサイクリックボルタモグラムを示す。
図１５においてＣｏII／ＣｏIの可逆的な酸化還元波が見られ、Ｂ12−ＨＢＰハイブリ
ッド触媒が電気化学的に応用可能であることが確認できた。実際に図１６においてＣｏII／ＣｏIの不可逆的な還元波（−０．５Ｖ付近）およびコバルトアルキル錯体の１電子還
元波（−１．３Ｖ付近）が見られた。これは電気化学的に活性化されたＣｏ（Ｉ）種が臭化フェネチルを求核攻撃し、脱ハロゲン化反応が進行していることを示している。
【００２９】
実施例９（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のミクロ極性の評価）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒として、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が５３４ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰ１６．５ｍｇを塩化メチレン１００ｍＬに溶解し、ＫＣＮ水溶液（５０ｍｇ／１００ｍＬ）で浸透した。これを無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶液を減圧乾固した。得られた固体を種々の溶媒に溶解し、それぞれＵＶ−ｖｉｓ測定を行った。表３に種々の溶媒中でのＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のα帯の吸収極大波数を示す。また図１７にＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のα帯の吸収極大波数と溶媒の極性パラメータＥTNとの相関を示す。
※コリノイド錯体のＵＶ−ｖｉｓスペクトルは吸収極大の長波長側からα、β、 γ帯と呼ぶ。
※ＥTN＝｛ＥＴ（溶媒）−ＥＴ（ＴＭＳ）｝／｛ ＥＴ（水）−ＥＴ（ＴＭＳ ）｝
＝｛ＥＴ（溶媒）−３０．７｝／３２．４
【表３】
ビタミンＢ12誘導体は種々の溶媒に溶解した場合にその極性が増大するとともに、ＵＶ−ｖｉｓスペクトルのα、γ帯が短波長シフトすることが知られている。図１７でＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒はビタミンＢ12誘導体と同様の挙動を示した。これは、Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒中のビタミンＢ12誘導体がバルクと同様のミクロ極性の環境にあること、すなわちバルクと同様に溶媒和されていることを示唆している。
【００３０】
実施例１０（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のミクロ粘性の評価）
蛍光プローブとして２−（４−イミダゾリル）−Ｎ−［５−（ジメチルアミノ）−１−ナフタレンスルホニル］エチルアミン（ダンシルヒスタミン）を用いた。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）（ビタミンＢ12誘導体３．１ ｘ １０-5Ｍ）の塩化メ
チレン溶液を調製し、ビタミンＢ12誘導体に対して０．９等量のダンシルヒスタミンを加えた。３３５ｎｍの励起光を照射した際の、固定波長４９８ｎｍの蛍光強度から蛍光偏光度（Ｐ）を算出した。結果を表４に示す。なお蛍光偏光度は以下の式に従って算出した。
【化１８】
Ｐ＝（ＩVV−ＧｘＩVH）／（ＩVV＋ＧｘＩVH），Ｇ＝ＩHV／ＩHH
ＩVV：Ｐ90，Ａ90のときの蛍光強度成分Ｐ0：励起側偏光子の目盛りが０度
ＩVH：Ｐ90，Ａ0 のときの蛍光強度成分Ｐ90：励起側偏光子の目盛りが９０度
ＩHV：Ｐ0 ，Ａ0 のときの蛍光強度成分Ａ0：励起側偏光子の目盛りが０度
ＩHH：Ｐ0 ，Ａ90のときの蛍光強度成分Ａ90：励起側偏光子の目盛りが９０度
【表４】
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）の蛍光偏光度は、ビタミンＢ12誘導体と同様に小さな値が算出された。これはＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）に配位したダンシルヒスタミンがミクロ粘性の低い環境にあることを示している。すなわち、Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）中のビタミンＢ12誘導体はバルクと同様に束縛の小さな環境にあると考えられる。
【００３１】
実施例１１（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）の拡散係数の算出）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）（ビタミンＢ12誘導体５．０ｘ１０-4Ｍ、過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム０．１０Ｍ）のＤＭＦ溶液を調製した。作用電極にグラッシカーボン電極、補助電極に白金電極、参照電極にＡｇ／ＡｇＣｌ電極を用い、掃引速度０．０５Ｖ／ｓないし０．５Ｖ／ｓにおいてＣＶ測定を行った。またビタミンＢ12誘導体として［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4（５．０ｘ１０-4Ｍ）を用い、同様にＣＶ測定を行った。ＣｏII／ＣｏIの可逆な酸化還元波に関して、掃引速
度ｖの平方根に対して還元ピーク電流ｉpcと酸化ピーク電流ｉpaの和をプロットしたものを図１８に示す。得られたプロットの直線の傾きから、以下の式に従い拡散係数を算出した。結果を表５に示す。
ｉp＝ ２．６９ｘ１０5 ＡｃＤ1/2ｖ1/2
ｉp：ピーク電流／Ａ
Ａ：作用極面積／ｃｍ2
ｃ：ビタミンＢ12誘導体のバルク濃度／ｍｏｌｃｍ-3
ｖ：掃引速度／Ｖｓ-1
Ｄ：拡散係数／ｃｍ2ｓ-1
【表５】
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒は、ビタミンＢ12誘導体よりも小さな拡散係数が算出された。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒ではビタミンＢ12誘導体が高分子量の担体に固定化されているため、溶液中での運動性が低下したことを示している。
【００３２】
実施例１２（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）の定電位電解反応）
実施例８のＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）の酸化還元過程で生成する錯体種を同定するために、定電位電解反応をＵＶ−ｖｉｓスペクトルにより追跡した。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）（ビタミンＢ12誘導体５．０ ｘ １０-4Ｍ、過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム０．１０Ｍ）のＤＭＦ溶液を調製した。作用電極にグラッシカーボン電極、補助電極に白金電極、参照電極にＡｇ／ＡｇＣｌ電極を用い、−１．２ Ｖ ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌにて定電位電解したときのＵＶ−ｖｉｓスペクトルの変化を図１９に示す。［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4から３９３ｎｍに吸収極大をもつＣｏｂ（Ｉ）７Ｃ1エステルへの変換が観測された。電解により生
成したＣｏｂ（Ｉ）７Ｃ1エステルは、０ Ｖ ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌで電解することに
より定量的に酸化種（Ｃｏ（ＩＩ）種およびＣｏ（ＩＩＩ）種）へと変化した。これらの結果より、ビタミンＢ12誘導体はＨＢＰ固定化された状態で電気化学的にＣｏ（Ｉ）種へ活性化可能であることが確認された。
【００３３】
実施例１３（酸化チタンを用いたＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）の還元活性化）
ＢＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）（ビタミンＢ12誘導体 ６．０ｘ１０-5Ｍ）を含むメタノール溶液３．０ｍＬに酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）０．１０ｍｇを加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で２０分照射した。このときのＵＶ−ｖｉｓスペクトルの変化を図２０に示す。［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4から３９１ｎｍに吸収極大をもつＣｏｂ（Ｉ）７Ｃ1エステルへの変換が観測された。この結果より、ビタミンＢ12誘導体はＨ
ＢＰ固定化された状態においても、酸化チタンの励起電子によりＣｏ（Ｉ）種へ活性化可能であることが確認された。
【００３４】
実施例１４（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）による有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応）
質量スペクトルはＧＣ−ＭＳ−ＱＰ５０５０ＡＨガスクロマトグラフ質量分析計（（株）島津製作所製）により測定した。
≪Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）による臭化フェネチルの脱ブロモ化
（エントリーＮｏ．４）≫
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）（ビタミンＢ12誘導体 ２．０ｘ１
０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（１．９ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で８時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
≪ビタミンＢ12誘導体（［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4）による臭化フェネチルの脱ブロモ化 （エントリーＮｏ．５）≫
ビタミンＢ12誘導体は、［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4 を用いた。ビタミンＢ12誘導体（２．０ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（１．９ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で８時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
≪ビタミンＢ12誘導体（［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4）およびＨＢＰ共存下での臭化フェネチルの脱ブロモ化 （エントリーＮｏ．６）≫
ビタミンＢ12誘導体は、［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4 を用いた。ビタミンＢ12誘導体（２．０ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（１．９ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇおよびハイパーブランチポリマー（日産化学工業（株）製、商品名ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡランダム共重合体）０．４６ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍｌに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で８時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
≪ＨＢＰ存在下での臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．７）≫
（２−ブロモエチル）ベンゼン（１．９ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇおよびハイパーブランチポリマー（日産化学工業（株）製、商品名ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡランダム共重合体）０．８８ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）３０ｍｌに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で２４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
結果を表６に示す。
【表６】
エントリーＮｏ．４、エントリーＮｏ．５の転化率の比較から、ビタミンＢ12誘導体をＨＢＰに固定化したことにより触媒効率の向上したことが分かる。これは運動性ある担体に触媒を大量に固定化したことで、反応溶液中でビタミンＢ12誘導体の局所的な高濃度状態が達成されたためと考えられる。
また、生成物の選択性に関して、エントリーＮｏ．４のＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒では二量体選択性が向上した。これはビタミンＢ12誘導体がＨＢＰによって予め近傍に固定化されているため、ラジカル反応中間体のカップリングが容易に進行したためであると考えられる。またエントリーＮｏ．６ではこのような選択性の向上は見られなかったことから、エントリーＮｏ．４のＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒ではビタミンＢ12誘導体とＨＢＰを共有結合で固定化し、ＨＢＰ担体を触媒で高密度に修飾した効果が現れたものと考えられる。
【００３５】
実施例１５（Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒の合成）
【化１９】
ハイパーブランチポリマーは、参考例４で合成したＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈを、またビタミンＢ12誘導体は一つのカルボキシル基を有する（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）６Ｃ1エステルを用いた。（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）６Ｃ1エステルをエステル結合によりＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈに結合させた。
２口のナス型フラスコにＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ １００．５ｍｇ（ＨＥＭＡのヒドロキシル基４．０９ｘ１０-4ｍｏｌ）、ビタミンＢ12誘導体（（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ
）６Ｃ1エステル）４５．１ｍｇ（４．１９ｘ１０-5 ｍｏｌ，０．１０２ｅｑ）及び４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）５０．４ｍｇ（４．１２ｘ１０-4ｍｏｌ，１．０１ｅｑ）を入れ、窒素置換した。これに乾燥塩化メチレン２．５０ｍＬを加えた。氷浴上で塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド（ＥＤＣ／ＨＣｌ）１６５．１ｍｇ（８．６１ｘ１０-4ｍｏｌ，２．０１ｅｑ）を添加し、室温に戻して撹拌した。４時間後反応を止め、塩化メチレン５０ｍＬを加え、水（３０ｍＬｘ２）で洗浄した。塩化メチレン溶液を硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧乾固した。ＧＰＣ（クロロホルム、２８０ｎｍ）により精製を行い、分取した第一成分（ブロード成分）をＫＣＮ水溶液で浸透した。これをクロロホルム／ｎ−ヘキサンで再沈殿し、Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒を紫色粉末７１．４ｍｇ（Ｂ12成分１１．４ｍｇ（収率２５％）、ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ成分６０．０ｍｇ（収率６０％））として得た。次いで、Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒単位重量当りのビタミンＢ12誘導体の固定化量を、重量濃度が既知である塩化メチレン溶液を調製し、ＵＶ−ｖｉｓスペクトル
を測定し、３７１ｎｍにおける吸光度から算出した。さらに、Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ ハイブリッド触媒の重量平均分子量Ｍｗおよび多分散度Ｍｗ／ＭｎをＨＰＬＣ（ＧＰＣ）（ＤＭＦ、ＲＩ検出、５９０ｎｍ検出）にて算出した。
また上記の縮合反応において、ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈのヒドロキシル基数に対するビタミンＢ12誘導体の仕込み等量数を変えることで、ビタミンＢ12誘導体の固定化量の異なるＢ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒を合成した。ビタミンＢ12誘導体の仕込み等量数、ビタミンＢ12誘導体の固定化量、ヒドロキシル基修飾率、重量平均分子量Ｍｗおよび多分散度Ｍｗ／Ｍｎの関係を表７に示す。またＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ およびＢ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒（ヒドロキシル基修飾率３７％）のＧＰＣチャート（ＲＩ検出）を図２１に示す。Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒（ヒドロキシル基修飾率３７％）のＧＰＣチャート（５９０ｎｍ検出）を図２２に、ＵＶ−ｖｉｓスペクトルを図２３に示す。
【表７】
【００３６】
実施例１６（Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒による有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応）
質量スペクトルはＧＣ−ＭＳ−ＱＰ５０５０ＡＨガスクロマトグラフ質量分析計（（株）島津製作所製）により測定した。
≪ビタミンＢ12誘導体（（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）７Ｃ1エステル）による臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．８）≫
ビタミンＢ12誘導体は、（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）７Ｃ1エステルを用いた。ビタミンＢ12誘導体（２．４ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（２．２ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で１４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
≪Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ（ヒドロキシル基修飾率４％）による臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．９）≫
Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ（ヒドロキシル基修飾率４％、ビタミンＢ12誘導体２．０ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（２．２ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で１４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析およ
び定量を行った。
≪Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ（ヒドロキシル基修飾率３７％）による臭化フェネチルの脱ブロモ化 （エントリーＮｏ．１０）≫
Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ（ヒドロキシル基修飾率４％、ビタミンＢ12誘導体２．０ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（２．２ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で１４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
結果を表８に示す。
【表８】
表８より、ヒドロキシル基修飾率が増加するに従って二量化選択性が向上することが明らかとなった。これはヒドロキシル基の修飾率が増すに従ってＨＢＰ担体中でビタミンＢ12誘導体の局所濃度が増加することを示唆しており、触媒の濃縮効果が現れたものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、参考例１で合成したビタミンＢ12誘導体のＵＶ−ｖｉｓスペクトル（塩化メチレン）である。
【図２】図２は、参考例１で合成したビタミンＢ12誘導体のＩＲスペクトルである（ＫＢｒ法）。
【図３】図３は、参考例１で合成したビタミンＢ12誘導体のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルである。（ａ）は全体のスペクトル、（ｂ）は９８０−１０６０ｍ／ｚの領域のスペクトルである。
【図４】図４は、参考例２で得たハイパーブランチポリマーの13Ｃ−ＮＭＲスペクトルである。
【図５】図５は、参考例３で得たハイパーブランチポリマーの紫外可視吸収スペクトルである。
【図６】図６は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒の精製前のＧＰＣチャートである。
【図７】図７は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒の精製後のＧＰＣチャートである。
【図８】図８は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のＵＶ−ｖｉｓスペクトル（塩化メチレン）である。
【図９】図９は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒およびビタミンＢ12誘導体のＣＤスペクトルである。
【図１０】図１０は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のＴＥＭ像である。
【図１１】図１１は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒の粒径分布（個数換算分布）を示す。
【図１２】図１２は、実施例６で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）のＵＶ−ｖｉｓスペクトル（塩化メチレン）である。
【図１３】図１３は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のＵＶ−ｖｉｓスペクトル（塩化メチレン）である。
【図１４】図１４は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のＥＳＲスペクトル（クロロホルム−ベンゼン（２：１ｖ／ｖ））である。
【図１５】図１５は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のサイクリックボルタモグラムである。
【図１６】図１６は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のサイクリックボルタモグラム（臭化フェネチル滴下後）である。
【図１７】図１７は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のα帯の吸収極大波数と溶媒の極性パラメータＥTNとの相関を示す。
【図１８】図１８は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）について、ＣＶ測定したときの掃引速度の平方根に対するＣｏII／ＣｏIピーク電流値の和のプロットである。
【図１９】図１９は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）をＤＭＦ中、−１．２ＶｖｓＡｇ／ＡｇＣｌにて定電位電解したときのＵＶ−ｖｉｓスペクトル変化を示す。
【図２０】図２０は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）をメタノール中で紫外線照射したときのＵＶ−ｖｉｓスペクトル変化を示す。
【図２１】図２１は、ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈおよび実施例１５で合成したＢ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒（ヒドロキシル基修飾率３７％）のＧＰＣチャート（ＲＩ検出）である。
【図２２】図２２は、実施例１５で合成したＢ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒（ヒドロキシル基修飾率３７％）のＧＰＣチャート（５９０ｎｍ検出）である。
【図２３】図２３は、実施例１５で合成したＢ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒（ヒドロキシル基修飾率３７％）のＵＶ−ｖｉｓスペクトルである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーおよび脱ハロゲン化触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイパーブランチポリマーはデンドリマーと共にデンドリティック（樹枝状）ポリマーとして分類され、従来の高分子は一般的に紐状の形状であるのに対し、これらのデンドリティックポリマーは積極的に分枝を導入している点でその特異な構造を有し、特に末端基数の多さがデンドリティックポリマーの最も顕著な特徴である。このような末端基数の多いデンドリティックポリマーは、末端基の種類によって分子間相互作用が大きく左右されるので、ガラス転移温度や溶解性、薄膜形成性などが大きく変化し、一般の線状高分子にはない特徴を有する。
ハイパーブランチポリマーのデンドリマーに対する利点は、その合成の簡便さが挙げられ、特に工業的生産においては有利である。一般にデンドリマーが保護−脱保護を繰り返し合成されるのに対し、ハイパーブランチポリマーは１分子中に２種類の置換基を合計３個以上もつ、いわゆるＡＢX型モノマーの１段階重合により合成される。
ビタミンＢ12は、テトラピロール系の平面配位子であるコリン環内の４個の窒素原子にコバルトが配位した金属錯体であり、中心コバルトが＋１ないし＋３の酸化状態をとることができるので、この多様な電子状態が自在に変化することにより、多彩な反応の触媒として応用されている。
高分子表面へのビタミンＢ12の固定化は、修飾電極の耐久性向上を目指したものや（非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３参照）、高分子薄膜上への固定化（非特許文献４参照）が報告されているが、高度分岐高分子上へ固定化した検討はなされていない。また、電極上にビタミンＢ12化合物を共有結合で担持した修飾電極を用いて、電解質溶液中で電解還元することが報告されているが（非特許文献５参照）、かかる方法では、電解質溶液に伝導性を与えるために、大量の電解質を用いる必要があった。また触媒となるビタミンＢ12化合物を回収・再利用するにはクロマトグラフィによる分離操作が必要であり、多大な労力を必要とした。
【非特許文献１】「ヘルベチカ・ケミカ・アクタ（Ｈｅｌｖ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ．）」、（スイス）１９８５年、６８、ｐ．１３０１
【非特許文献２】「ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサイアティ・ケミカル・コミュニケーションズ（Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．）」、（英国）、１９８９年、ｐ．１０９４
【非特許文献３】「ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイアティ（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．）」、（米国）、１９９９年、１２１、ｐ．２９０９
【非特許文献４】「シンレット（Ｓｙｎｌｅｔｔ）」、（米国）、２０００年、１１、ｐ．１６９４
【非特許文献５】「ケミカル・コミュニケーションズ（Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．）」、（英国）、２００４年、ｐ．５０−５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、高度分岐高分子であるハイパーブランチポリマーにビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化し、高い触媒効率と、これまでの単分子触媒とは異なる生成物選択性を有する新規ハイブリッド触媒の提供、およびビタミンＢ12化合物を高分子に固定化することで、ビタミンＢ12触媒を容易に回収・再利用できる方法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】
【０００４】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ハイパーブランチポリマーにビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化した触媒を合成した。本触媒は、脱ハロゲン化反応において、高い触媒活性を有するとともに、複数のビタミンＢ12部位を近接した場所に固定化しているため、これまでの触媒と異なり還元時に炭素−炭素結合を促進する効果を見出し、本発明を完成した。
【０００５】
即ち、本発明は、第１観点として、ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つの官能基にビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化した構造を有し、ゲル浸透クロマトグラフィによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量が２，０００ないし２０，０００，０００であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第２観点として、前記官能基がヒドロキシル基であり、前記共有結合がエステル結合である、第１観点記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第３観点として、下記の式（１）で表される構造を重合開始部位とし、下記の式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位と下記の式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位とを有し、かつ式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位の総数が１ないし１００，０００の整数で、式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位の総数が２ないし１００，０００の整数であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【化１】
【化２】
【化３】
｛式（１）ないし式（３）中、Ａ1は式（４）または式（５）
【化４】
【化５】
（式（４）および式（５）中、Ａ3はエーテル結合またはエステル結合を含んでいてもよ
い炭素原子数１ないし２０の直鎖状、枝分かれ状または環状のアルキレン基を表し、Ｘ1
、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１ないし２０のアル
キル基、または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表す。）で表される構造を表し、Ａ2はエーテル結合またはエステル結合を含んでいてもよい炭素原子数１ないし２０の
直鎖状、枝分かれ状または環状のアルキレン基を表し、Ｒ1は水素原子またはメチル基を
表し、Ｒ2は水素原子、炭素原子数１ないし２０の直鎖状もしくは枝分かれ状のヒドロキ
シルアルキル基、炭素原子数３ないし２０の直鎖状もしくは枝分かれ状のエポキシ基を含むアルキル基、または式（６）
【化６】
（式中、Ｒ3ないしＲ9のいずれか１つは、前記式（２）中のＡ2−Ｏ基の酸素原子と共有
結合する単結合を表し、前記Ａ2−Ｏ基と共有結合しないＲ3ないしＲ9は、それぞれ独立
してヒドロキシル基または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表し、Ｙ1はシアノ
基、ヒドロキシル基またはメチル基を表し、Ｙ2はＣｏ原子に配位している水分子を表す
。）
で表されるビタミンＢ12化合物を表す（ただし、少なくとも１つ以上のビタミンＢ12化合物を含む。）。｝、
第４観点として、分子末端にＮ，Ｎ−ジエチルジチオカーバメート基を有する、第３観点記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第５観点として、前記Ａ1が式（７）または式（８）
【化７】
【化８】
（式中、ｍは２ないし１０の整数を表す。）で表される構造である、第３観点記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第６観点として、前記Ａ2が、−（ＣＨ2）n−（式中、ｎは２ないし１０の整数を表す
。）である、第３観点記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第７観点として、前記ビタミンＢ12化合物が式（９）
【化９】
（式中、Ｒ3ないしＲ8は、それぞれ独立してヒドロキシル基または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表し、Ｙ1はシアノ基、ヒドロキシル基またはメチル基を表し、Ｙ2はＣｏ原子に配位している水分子を表す。）で表される化合物であることを特徴とする、第３観点記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー、
第８観点として、第１観点ないし第７観点のいずれかに記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーを含むラジカル型有機合成反応触媒、
第９観点として、脱ハロゲン化反応を促進することを特徴とする第８観点記載のラジカル型有機合成反応触媒、
第１０観点として、炭素−炭素結合反応を促進することを特徴とする第８観点記載のラジカル型有機合成反応触媒、
第１１観点として、ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つのヒドロキシル基と、ビタミンＢ12化合物のいずれか１つのカルボキシル基とを、縮合剤の存在下で反応させることを特徴とするビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーの製造方法、である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー触媒を用いれば、脱ハロゲン化反応を高収率で実施することが可能となるとともに、これまでの反応では主生成物とすることが難しかった炭素−炭素結合反応物を高収率で得ることが可能となる。また、反応混合液からビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー触媒を容易に分離でき、触媒の再利用が可能となる。さらに、本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー触媒は、電気化学的に応用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーは、ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つの官能基にビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化した構造を有し、ゲル浸透クロマトグラフィによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量が２，０００ないし２０，０００，０００であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーである。
ここで、共有結合で固定化した構造とは、例えば、ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つのヒドロキシル基とビタミンＢ12化合物のいずれか１つのカルボキシル基が、エ
ステル結合により結合した構造である。
本発明に用いられるビタミンＢ12化合物とはビタミンＢ12骨格を有する化合物であり、例えば、ビタミンＢ12（シアノコバラミン）が挙げられる。
具体的な本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーは、前記式（１）で表される構造式を重合開始部位とし、式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位と式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位とを有するビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーである。
また、式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位の総数が１ないし１００，０００の整数であり、式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位の総数が２ないし１００，０００の整数であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーである。
【０００８】
式（１）および式（３）中のＡ1は、式（４）または式（５）で表される構造を表す。
式（２）におけるＡ2並びに式（４）および式（５）におけるＡ3は、エーテル結合またはエステル結合を含んでいてもよい炭素原子数１ないし２０の直鎖状、枝分かれ状または環状のアルキレン基を表し、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１ないし２０のアルキル基、または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表す。
式（１）中のＲ1は、水素原子、またはメチル基を表す。
式（２）中のＲ2は、水素原子、炭素原子数１ないし２０の直鎖状もしくは枝分かれ状
のヒドロキシル基、炭素原子数３ないし２０の直鎖状もしくは枝分かれ状のエポキシ基を含むアルキル基、または前記式（６）で表されるビタミンＢ12化合物を表す（ただし、少なくとも１つ以上のビタミンＢ12化合物を含む）。
Ｒ2のヒドロキシアルキル基の具体例としては、ヒドロキシメチル基、２−ヒドロキシ
エチル基、３−ヒドロキシプロピル基、４−ヒドロキシブチル基などの直鎖状ヒドロキシアルキル基、２−ヒドロキシプロピル基、２−ヒドロキシブチル基、３−ヒドロキシブチル基、２−メチル−３−ヒドロキシプロピル基、３−メチル−２−ヒドロキシプロピル基などの枝分かれ状ヒドロキシルアルキル基が挙げられる。
式（６）で表されるビタミンＢ12化合物としては、例えば、前記式（９）で表されるビタミンＢ12関連化合物が挙げられる。
式（６）において、Ｒ3ないしＲ8におけるアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などの炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基が挙げられ、好ましくはメトキシ基である。
Ａ2およびＡ3のアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、ノルマルプロピレン基、ノルマルブチレン基、ノルマルヘキシレン基等の直鎖状アルキレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基、２−メチルプロピレン基等の分岐状アルキレン基が挙げられる。また環状アルキレン基としては、炭素原子数３ないし３０の単環式、多環式、架橋環式の環状構造の脂環式脂肪族基が挙げられる。具体的には、炭素原子数４以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ、ペンタシクロ構造等を有する基を挙げることができる。
Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4の炭素原子数１ないし２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基、ノルマルペンチル基等が挙げられる。炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ノルマルペンチルオキシ基等が挙げられる。特にＸ1、
Ｘ2、Ｘ3およびＸ4としては、水素原子又は炭素原子数１ないし２０のアルキル基が好ま
しい。
また、式（１）のＡ1としては、式（４）または式（５）で表される構造であることが
好ましい。式（５）中、ｍは２ないし１０の整数を表し、ｍとしては２または３が好ましい。
【０００９】
本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーの製法としては、例えば、ハイパ
ーブランチポリマーの少なくとも１つのヒドロキシル基と、ビタミンＢ12化合物のいずれか１つのカルボキシル基とを、縮合剤の存在下で反応させる製法が挙げられる。本反応は、不活性溶媒中、塩基を添加して行うことが好ましい。
原料となるハイパーブランチポリマーは、官能基としてヒドロキシル基を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミルエチルメタクリレートとメタアクリル酸２−ヒドロキシエチルとのランダム共重合体（商品名オプトビーズＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ（日産化学工業（株）製））が挙げられる。
縮合剤としては、Ｎ，Ｎ‘−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、１−エチル−３−（ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ・ＨＣｌ）、クロロギ酸エステルやトシル酸クロライドのような酸クロライド（混合酸無水物法）、または２−メチル−６−ニトロ安息香酸無水物のような酸無水物等が挙げられる。
塩基としては、例えば、三級アミンが使用され、具体的には、ピリジン、４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）、またはトリエチルアミン等が挙げられる。
不活性溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル及びアセトニトリル等のニトリル系溶媒等並びにこれらの溶媒の混合溶液が挙げられる。
反応温度は、溶媒の氷点から沸点の範囲であれば特に制限されないが、操作上０℃ないし８０℃が好ましい。反応時間は、反応の速度に依存するが、数時間から数十日間が好ましい。
【００１０】
本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーは、ラジカル型有機合成反応の触媒として使用することができ、例えば、脱ハロゲン化反応、炭素−炭素結合反応等に好適に使用できる。
本発明のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー触媒を用いた脱ハロゲン化反応および炭素−炭素結合反応は、有機ハロゲン化物を有機溶媒中でビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー触媒と酸化チタンのような固体光触媒の共存下、光照射することにより行うことができる。
固体光触媒は、光を照射することにより触媒活性を示す固体であるが、紫外光照射ではハイブリッド触媒の分解の恐れがあり、可視光を照射することにより触媒活性を示す可視光応答型の光触媒が好ましく用いられる。可視光応答型光触媒としては、酸化チタンが挙げられ、通常、結晶性のもの、例えばアナターゼ型、ルチル型、アナターゼ・ルチル型、ブルッカイト型が用いられる。
照射する光は、固体光触媒として紫外光応答型の光触媒を用いた場合は紫外光が、可視光応答型の光触媒を用いた場合は可視光がそれぞれ用いられる。
本発明の脱ハロゲン化反応および炭素−炭素結合反応に用いうる溶媒としては、基質およびビタミンＢ12錯体に対して反応しないもの、例えばメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類、アセトニトリル、ベンゾニトリルなどが挙げられる。酸化チタンが光増感作用を効率良く起こすためには、価電子帯のホールと高い反応性を示す、アルコール類を含む溶媒系が望ましい。
本発明の脱ハロゲン化方法および炭素−炭素結合反応に適用される有機ハロゲン化物は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子を有する有機化合物であって、例えば１，１−ビス（４−クロロフェニル）−２，２，２−トリクロロエタン〔ＤＤＴ〕、１，１−ビス（４−クロロフェニル）−２，２−ジクロロエタン〔ＤＤＤ〕、２−ブロモエチルベンゼン、２−クロロエチルベンゼン、臭化ベンジル、塩化ベンジルなどのハロゲン化芳香族炭化水素、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、フルオロトリクロロメタン、１，１，１−トリクロロメタン、ブロモホルム、１−ブロモプロパン、２−ブロモプロパン、臭化アリル、塩化アリル、ヨウ化メチルなどのハロゲン化炭化水素などが挙げられる。
【００１１】
脱ハロゲン化温度は、通常２０℃ないし４０℃、好ましくは３０℃ないし３５℃程度である。脱ハロゲン化に要する時間は、通常６時間ないし２４時間程度である。
ビタミンＢ12化合物において、中心金属原子であるコバルト原子は通常、３価または２価であるが、−０．４ないし−２．０Ｖ ｖｓ． Ａｇ／ＡｇＣｌの電位をかけると１価に還元される。コバルト原子が１価に還元されたビタミンＢ12化合物は、高い還元力を示すので、本発明の脱ハロゲン化方法では、かかるビタミンＢ12化合物が、有機ハロゲン化物に作用して還元し、脱ハロゲン化するものと考えられる。
脱ハロゲン化後のビタミンＢ12化合物は、反応混合物から脱ハロゲン化物を回収した後、再利用することができる。脱ハロゲン化物を回収せずに、そのまま再利用することも可能である。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明について実施例を挙げて詳述するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。ＵＶ−ｖｉｓスペクトル、ＩＲスペクトル、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ、ＧＰＣ、ＧＣ−ＭＳ、ＮＭＲ、ＥＳＲスペクトル、サイクリックボルタモグラム、蛍光偏光度、ＤＬＳ、ＴＥＭは次の装置により測定した。
ＵＶ−ｖｉｓスペクトル：Ｕ−３０００型紫外可視分光光度計（（株）日立製作所製）
ＩＲスペクトル：ＦＴ−ＩＲ４６０ｐｌｕｓ（日本分光（株）製））
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ：Ａｕｔｏｆｌｅｘ（（株）ブルカー製）
ＧＰＣ：ＬＣ−９２０１Ｒ（日本分析工業（株）製）
ＧＣ−ＭＳ：ＧＣ−ＭＳ−ＱＰ５０５０ＡＨガスクロマトグラフ質量分析計（（株）島津製作所製）
ＮＭＲ：ＡＶＡＮＣＥ ５００ 核磁気共鳴装置（（株）ブルカー製）
ＥＳＲスペクトル：ＪＥＳ−ＦＥ１ＧＸ−バンドＥＳＲ測定装置（日本電子（株）製）
サイクリックボルタモグラム：ＣＶ−５００Ｗ（ＢＡＳ（株）製）
蛍光偏光度：ＦＰ−７５０型分光蛍光光度計（日本分光（製））
ＤＬＳ：ファイバー光学動的光散乱光度計（大塚電子（株）製）
ＴＥＭ：透過型電子顕微鏡（日立製作所製、Ｈ８０００）
ＨＰＬＣ（ＧＰＣ）：高速液体クロマトグラフＥＺＣｈｒｏｍ Ｅｌｉｔｅ（（株）日立ハイテクフィールディング製）
ＨＰＬＣ（ＧＰＣ）用カラム：ＫＤ−８０５、ＫＤ−８０４、ＫＤ−８０２（昭和電工（株）製）
【００１３】
参考例１（ビタミンＢ12誘導体の合成）
【化１０】
ビタミンＢ12誘導体を以下に示す操作で合成し、１つのカルボキシル基を有する（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）６Ｃ1エステル、および２つのカルボキシル基を有する（ＣＮ）2Ｃ
ｏｂ（ＩＩＩ）５Ｃ1エステルの混合物を得た。
シアノコバラミン２．５ｇ（１．９ｘ１０-3 ｍｏｌ）のメタノール溶液３００ｍＬに
９８％冷濃硫酸３０ｍＬを滴下した。遮光条件下、窒素雰囲気下で１２０時間加熱還流した。反応混合物を減圧濃縮し、冷水１００ｍＬを加えた後、固体炭酸ナトリウムで中和し、シアン化カリウム１．０ｇ（１．５ｘ１０-2 ｍｏｌ）を加えた。四塩化炭素（１００
ｍＬｘ２）、塩化メチレン（１００ｍＬｘ２）の順に抽出を行い、塩化メチレン抽出液を水（１００ｍＬｘ２）で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧乾固した。ベンゼン／ｎ−へキサンで再沈殿を行い、紫色粉末（９１４ｍｇ 収率４５％）を得た。ＵＶ−ｖｉｓスペクトル（図１）、ＩＲスペクトル（図２）、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（図３）で同定を行った。
※ これらの同定により、四塩化炭素抽出液には７ヶ所の側鎖がメチルエステル化された
（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）７Ｃ1エステルが抽出された。
【００１４】
参考例２
＜Ｎ、Ｎ−ジエチルジチオカルバミルエチルメタクリレートの合成＞
２Ｌの反応フラスコに、クロロエチルメタクリレート［ランカスター社製］１００ｇ、Ｎ、Ｎ−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム３水和物［関東化学（株）製］１７８ｇ、アセトン１１００ｇを仕込み、撹拌下で、温度４０℃で１４時間反応させた。反応後、析出した塩化ナトリウムを濾過して除き、その後エバポレーターで反応溶液からアセトンを留去させ、反応粗粉末を得た。この反応粗粉末を１，２−ジクロロエタンに再溶解させ、１，２−ジクロロエタン／水系で分液後、１，２−ジクロロエタン相から１，２−ジクロロエタンを留去させて黄色液体の目的物１７１ｇ（収率９７％）を得た。液体クロマトグラフィーによる純度（相対面積百分率）は９６％であった。
【００１５】
参考例３
＜ジチオカルバメート基を分子末端に有するアクリル−メタクリル酸２−ヒドロキシエチル系ハイパーブランチポリマーの合成＞
１Ｌの反応フラスコに、Ｎ、Ｎ−ジエチルジチオカルバミルエチルメタクリレート４０ｇ、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル［純正化学（株）製］２０ｇ、およびテトラヒドロフラン４００ｇを仕込み、撹拌して淡黄色透明溶液を調製した後、反応系内を窒素置換した。この溶液の真ん中から１００Ｗの高圧水銀灯[セン特殊光源（株）製、ＨＬ−１００]を点灯させ、内部照射による光重合反応を、撹拌下で、温度３０±５℃で６時間行った。次にこの反応液をヘキサン３０００ｇに添加してポリマーをスラリー状態で再沈した。このスラリーを濾過し、得られたポリマーをテトラヒドロフラン１７０ｇに再溶解した後、この溶液をヘキサン１５００ｇに添加してポリマーをスラリー状態で再沈した。このスラリーを濾過し、真空乾燥して、うす黄色粉末の目的物２７．３ｇを得た。得られたポリマーのゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレン換算で測定された重量平均分子量Ｍｗは２４，０００であり、分散度Ｍｗ／Ｍｎは４．０６であった。
得られたハイパーブランチポリマーは、下記の化学式（１０１）で示される構造式を重合開始部位とし、化学式（１０２）で示される直鎖構造の繰り返し単位と化学式（１０３）で示される枝分かれ構造の繰り返し単位を有するハイパーブランチポリマーである。
【化１１】
【化１２】
【化１３】
得られたポリマーのＮＭＲの測定結果を図４に示した。１９４ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、および１３ｐｐｍのＮ、Ｎ−ジエチルジチオカルバミルエチルメタクリレートに由来するピークの積分値の平均値と６７ｐｐｍ、および６０ｐｐｍのメタクリル酸２−ヒドロキシエチルに由来するピークの積分値の平均値から、上記の化学式（１０２）で示される直鎖構造の繰り返し単位の総量と化学式（１０１）で示される枝分かれ構造の繰り返し単位の総量の比は１．０対１．１であった。
【００１６】
参考例４
＜分子末端が還元されたアクリル−メタクリル酸２−ヒドロキシエチル系ハイパーブランチポリマーの合成＞
３００ｍＬガラス製反応フラスコに、参考例３で得たジチオカルバメート基を分子末端に有するハイパーブランチポリマー（Ｍｗ：２３０００、Ｍｗ／Ｍｎ：４．１５）８ｇ、テトラヒドロフラン５９ｇを仕込み、撹拌し、うす黄色透明溶液を調製した後、水素化トリブチルスズ[アルドリッチ社製]１１．５ｇを添加した。反応系内を窒素置換した。この溶液の真ん中から１００Ｗの高圧水銀灯[セン特殊光源（株）製、ＨＬ−１００]を点灯させ、内部照射による光反応を、撹拌下、温度３０±５℃で２時間行った。次に、この反応溶液をヘキサン１Ｌに添加して３度、ハイパーブランチポリマーをスラリー状態で再沈した。このスラリーを濾過し、真空乾燥して、白色粉末のジチオカルバメート基が水素に置換されたハイパーブランチポリマー２．９ｇを得た。ゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Ｍｗは２０，０００、分散度Ｍｗ／Ｍｎは３．１０であった。得られたハイパーブランチポリマーをＤＭＦへ溶解させ、５０μｇ／ｍＬとなるように調整した溶液の紫外可視吸収スペクトル測定結果を図５に示した。還元反応前に観測されたジチオカーバメート基に由来する２８０ｎｍを中心とするピークが、還元反応後消失しているのが観測された。これより得られたハイパーブランチポリマーは
、化学式（１０１）で示される構造式を重合開始部位とし、化学式（１０２）で示される直鎖構造の繰り返し単位と化学式（１０３）で示される枝分かれ構造の繰り返し単位を有するハイパーブランチポリマーのジチオカルバメート基が還元されたハイパーブランチポリマーである。
【００１７】
実施例１（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒の合成）
【化１４】
ビタミンＢ12誘導体をエステル結合により参考例３で合成したハイパーブランチポリマーに結合させた。
２口のナス型フラスコにハイパーブランチポリマー１０１ｍｇ（ＨＥＭＡのヒドロキシル基２．５７ｘ１０-4ｍｏｌ）、ビタミンＢ12誘導体（（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）６Ｃ1エステルおよび（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）５Ｃ1エステルの混合物）５５６ ｍｇ（５．１１ｘ１０-4 ｍｏｌ，１．９９ｅｑ）、４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）９４
．０ｍｇ（７．６９ｘ１０-4ｍｏｌ，３．０ ｅｑ）を入れ、窒素置換した。これに乾燥塩化メチレン２．００ｍＬを加えた。氷浴上で塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド（ＥＤＣ／ＨＣｌ）１９８ｍｇ（１．０３ｘ１０-3ｍｏｌ，４．０１ ｅｑ）を添加し、室温に戻して撹拌した。４時間後反応を止め、塩化メチレン２０ｍＬを加え、水（１５ｍＬｘ２）で洗浄した。塩化メチレン溶液を硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧乾固した。ＧＰＣ（クロロホルム、２８０ｎｍ）により精製を行った。分取した第一成分（ブロード成分）をクロロホルム／ｎ−ヘキサンで再沈殿を行い、赤紫色の粉末２１３ｍｇ（Ｂ12成分１１４ｍｇ（収率２０％）、ＨＢＰ成分９９ｍｇ（収率９９％））を得た。精製前と精製後のＧＰＣチャートをそれぞれ（図６）、（図７）に示す。
分取した第一成分のＵＶ−ｖｉｓスペクトルを（図８）に示す。
【００１８】
※ ビタミンＢ12誘導体の固定化量について
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒単位重量当りのビタミンＢ12誘導体の固定化量は、重量濃度既知の塩化メチレン溶液を調製し、ＵＶ−ｖｉｓスペクトルを測定し、３６９ｎｍにおける吸光度から算出した。上記の縮合反応において、反応体の化学量論比を変えることで、ビタミンＢ12誘導体固定化量の異なるハイブリッド触媒を合成することに成功した。反応体の化学量論比に対するビタミンＢ12誘導体固定化量を（表１）に示す。
【表１】
【００１９】
実施例２（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒による有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応）
【化１５】
≪Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒による臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．１）≫
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒は、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が４９３ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（ビタミンＢ12誘導体２．４ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（３．０ｘ １０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）３０ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで攪拌下にブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により反応器外表面における紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で紫外線を２４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
一方、Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒は、反応後酸化チタンとともに約６割を濾別回収でき、残りは過剰量のｎ−ヘキサンを加えることで再沈濾別することができる。
【００２０】
≪ビタミンＢ12誘導体による臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．２）≫
ビタミンＢ12誘導体は、（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）７Ｃ1エステルを用いた。ビタミンＢ12誘導体（２．４ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（３．０ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）３０ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで攪拌下にブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により反応器外表面における紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で紫外線を２４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
【００２１】
≪ＨＢＰ共存下での臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．３）≫
（２−ブロモエチル）ベンゼン（３．０ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇおよびハイパーブランチポリマー（日産化学工業（株）製、商品名オプトビーズＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡランダム共重合体 ）０．８８ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）３０ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで攪拌下にブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により反応器外表面における紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で紫外線を２４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
【００２２】
結果を（表２）に示す。
【表２】
エントリーＮｏ．１、エントリーＮｏ．２の転化率の比較から、ビタミンＢ12誘導体をＨＢＰに固定化したことにより触媒効率の向上した。これは運動性のある担体に触媒を大量に固定化したことで、反応溶液中でビタミンＢ12誘導体の局所的な高濃度状態が達成されたため、あるいはＨＢＰ担体への基質の取り込み効果によるものであると考えられる。
また、生成物の選択性に関して、Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒では二量体が優先的に生成した。これはビタミンＢ12誘導体がＨＢＰによって予め近傍に固定化されているため、ラジカル反応中間体のカップリングが容易に進行したためであると考えられる。
【００２３】
実施例３（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒の立体構造評価）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒として、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が５３４ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰ１６．５ｍｇを塩化メチレン１００ｍＬに溶解し、ＫＣＮ水溶液（５０ｍｇ／１００ｍＬ）で浸透した。これを無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶液を減圧乾固した。得られた固体をメタノールに溶解し、ＣＤ測定を行った。また、参照としてビタミンＢ12誘導体（（ＣＮ）2Ｃｏｂ６Ｃ1エステルおよび（ＣＮ）2Ｃｏｂ
５Ｃ1エステルの混合物）のＣＤ測定を行った。図９にＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒お
よびビタミンＢ12誘導体のＣＤスペクトルを示す。
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒は、ビタミンＢ12誘導体と同様の円二色性を示した。これはＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒にビタミンＢ12誘導体の構造が保持されていることを示唆している。
【００２４】
実施例４（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のＴＥＭ測定による粒径評価）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒として、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が４９３ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のメタノール溶液を調製し、該溶液をカーボン蒸着銅メッシュグリッドに滴下し、減圧乾固し、これについて、ＴＥＭ測定を行った。図１０にＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のＴＥＭ像を示す。粒径５ないし８ｎｍの粒子が観察された。
【００２５】
実施例５（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のＤＬＳ測定による粒径評価）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒として、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が４９３ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のメタノール溶液を調製し、ＤＬＳ測定を行った。固体レーザー（５３２ｎｍ）にて測定した。図１１にＤＬＳ測定の結果を示す。また個数換算分布から得られる平均粒径は、７．４ｎｍであった。
【００２６】
実施例６（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒中のビタミンＢ12誘導体の軸配位子変換（アコシアノ体の合成））
【化１６】
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒として、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が５３４ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒２９．５ｍｇを塩化メチレン１００ｍＬに溶解し、３０％過塩素酸水溶液６０ｍＬで浸透した。飽和過塩素酸ナトリウム水溶液（５０ｍＬｘ２）で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した。これにクロロホルムを加え、ヘキサンで再沈殿し、赤色粉末２７．０ｍｇを得た。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）のＵＶ−ｖｉｓスペクトルを図１２に示す。
【００２７】
実施例７（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒中のコバルトの酸化数変換（（Ｃｏ（ＩＩ）体の合成））
【化１７】
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）２６．３ｍｇをアセトニトリル１．０ｍＬに溶解し、次いでメタノール５０ｍＬ、水５０ｍＬを加え、１５分間窒素バブリングにより脱気した。これに水素化ホウ素ナトリウム５１．３ｍｇを水３．０ｍＬに溶解したものを加え、５分間攪拌した。溶液が暗緑色から橙色になるまで６０％過塩素酸を加え、１５分間攪拌した。塩化メチレン１００ｍＬで抽出し、飽和過塩素酸ナトリウム水溶液（５０ｍＬｘ２）で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した。これにクロロホルムを加え、ヘキサンで再沈殿し、橙色粉末２６．３ｍｇを得た。図１３にＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のＵＶ−ｖｉｓスペクトル、図１４にＥＳＲスペクトルを示す。
【００２８】
実施例８（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）の酸化還元挙動）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）（ビタミンＢ12誘導体８．３ｘ１０
-4Ｍ、過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム０．１０Ｍ）のＤＭＦ溶液を調製した。作用電極にグラッシカーボン電極、補助電極に白金電極、参照電極にＡｇ／ＡｇＣｌ電極を用い、ＣＶ測定を行った。図１５にＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のサイクリックボルタモグラムを示す。さらに臭化フェネチル２０μＬを滴下し、ＣＶ測定を行った。図１６にこのときのサイクリックボルタモグラムを示す。
図１５においてＣｏII／ＣｏIの可逆的な酸化還元波が見られ、Ｂ12−ＨＢＰハイブリ
ッド触媒が電気化学的に応用可能であることが確認できた。実際に図１６においてＣｏII／ＣｏIの不可逆的な還元波（−０．５Ｖ付近）およびコバルトアルキル錯体の１電子還
元波（−１．３Ｖ付近）が見られた。これは電気化学的に活性化されたＣｏ（Ｉ）種が臭化フェネチルを求核攻撃し、脱ハロゲン化反応が進行していることを示している。
【００２９】
実施例９（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のミクロ極性の評価）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒として、１ｇ当りのビタミンＢ12誘導体固定化量が５３４ｍｇのものを用いた。Ｂ12−ＨＢＰ１６．５ｍｇを塩化メチレン１００ｍＬに溶解し、ＫＣＮ水溶液（５０ｍｇ／１００ｍＬ）で浸透した。これを無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶液を減圧乾固した。得られた固体を種々の溶媒に溶解し、それぞれＵＶ−ｖｉｓ測定を行った。表３に種々の溶媒中でのＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のα帯の吸収極大波数を示す。また図１７にＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のα帯の吸収極大波数と溶媒の極性パラメータＥTNとの相関を示す。
※コリノイド錯体のＵＶ−ｖｉｓスペクトルは吸収極大の長波長側からα、β、 γ帯と呼ぶ。
※ＥTN＝｛ＥＴ（溶媒）−ＥＴ（ＴＭＳ）｝／｛ ＥＴ（水）−ＥＴ（ＴＭＳ ）｝
＝｛ＥＴ（溶媒）−３０．７｝／３２．４
【表３】
ビタミンＢ12誘導体は種々の溶媒に溶解した場合にその極性が増大するとともに、ＵＶ−ｖｉｓスペクトルのα、γ帯が短波長シフトすることが知られている。図１７でＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒はビタミンＢ12誘導体と同様の挙動を示した。これは、Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒中のビタミンＢ12誘導体がバルクと同様のミクロ極性の環境にあること、すなわちバルクと同様に溶媒和されていることを示唆している。
【００３０】
実施例１０（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のミクロ粘性の評価）
蛍光プローブとして２−（４−イミダゾリル）−Ｎ−［５−（ジメチルアミノ）−１−ナフタレンスルホニル］エチルアミン（ダンシルヒスタミン）を用いた。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）（ビタミンＢ12誘導体３．１ ｘ １０-5Ｍ）の塩化メ
チレン溶液を調製し、ビタミンＢ12誘導体に対して０．９等量のダンシルヒスタミンを加えた。３３５ｎｍの励起光を照射した際の、固定波長４９８ｎｍの蛍光強度から蛍光偏光度（Ｐ）を算出した。結果を表４に示す。なお蛍光偏光度は以下の式に従って算出した。
【化１８】
Ｐ＝（ＩVV−ＧｘＩVH）／（ＩVV＋ＧｘＩVH），Ｇ＝ＩHV／ＩHH
ＩVV：Ｐ90，Ａ90のときの蛍光強度成分Ｐ0：励起側偏光子の目盛りが０度
ＩVH：Ｐ90，Ａ0 のときの蛍光強度成分Ｐ90：励起側偏光子の目盛りが９０度
ＩHV：Ｐ0 ，Ａ0 のときの蛍光強度成分Ａ0：励起側偏光子の目盛りが０度
ＩHH：Ｐ0 ，Ａ90のときの蛍光強度成分Ａ90：励起側偏光子の目盛りが９０度
【表４】
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）の蛍光偏光度は、ビタミンＢ12誘導体と同様に小さな値が算出された。これはＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）に配位したダンシルヒスタミンがミクロ粘性の低い環境にあることを示している。すなわち、Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）中のビタミンＢ12誘導体はバルクと同様に束縛の小さな環境にあると考えられる。
【００３１】
実施例１１（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）の拡散係数の算出）
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）（ビタミンＢ12誘導体５．０ｘ１０-4Ｍ、過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム０．１０Ｍ）のＤＭＦ溶液を調製した。作用電極にグラッシカーボン電極、補助電極に白金電極、参照電極にＡｇ／ＡｇＣｌ電極を用い、掃引速度０．０５Ｖ／ｓないし０．５Ｖ／ｓにおいてＣＶ測定を行った。またビタミンＢ12誘導体として［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4（５．０ｘ１０-4Ｍ）を用い、同様にＣＶ測定を行った。ＣｏII／ＣｏIの可逆な酸化還元波に関して、掃引速
度ｖの平方根に対して還元ピーク電流ｉpcと酸化ピーク電流ｉpaの和をプロットしたものを図１８に示す。得られたプロットの直線の傾きから、以下の式に従い拡散係数を算出した。結果を表５に示す。
ｉp＝ ２．６９ｘ１０5 ＡｃＤ1/2ｖ1/2
ｉp：ピーク電流／Ａ
Ａ：作用極面積／ｃｍ2
ｃ：ビタミンＢ12誘導体のバルク濃度／ｍｏｌｃｍ-3
ｖ：掃引速度／Ｖｓ-1
Ｄ：拡散係数／ｃｍ2ｓ-1
【表５】
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒は、ビタミンＢ12誘導体よりも小さな拡散係数が算出された。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒ではビタミンＢ12誘導体が高分子量の担体に固定化されているため、溶液中での運動性が低下したことを示している。
【００３２】
実施例１２（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）の定電位電解反応）
実施例８のＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）の酸化還元過程で生成する錯体種を同定するために、定電位電解反応をＵＶ−ｖｉｓスペクトルにより追跡した。Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）（ビタミンＢ12誘導体５．０ ｘ １０-4Ｍ、過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム０．１０Ｍ）のＤＭＦ溶液を調製した。作用電極にグラッシカーボン電極、補助電極に白金電極、参照電極にＡｇ／ＡｇＣｌ電極を用い、−１．２ Ｖ ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌにて定電位電解したときのＵＶ−ｖｉｓスペクトルの変化を図１９に示す。［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4から３９３ｎｍに吸収極大をもつＣｏｂ（Ｉ）７Ｃ1エステルへの変換が観測された。電解により生
成したＣｏｂ（Ｉ）７Ｃ1エステルは、０ Ｖ ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌで電解することに
より定量的に酸化種（Ｃｏ（ＩＩ）種およびＣｏ（ＩＩＩ）種）へと変化した。これらの結果より、ビタミンＢ12誘導体はＨＢＰ固定化された状態で電気化学的にＣｏ（Ｉ）種へ活性化可能であることが確認された。
【００３３】
実施例１３（酸化チタンを用いたＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）の還元活性化）
ＢＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）（ビタミンＢ12誘導体 ６．０ｘ１０-5Ｍ）を含むメタノール溶液３．０ｍＬに酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）０．１０ｍｇを加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で２０分照射した。このときのＵＶ−ｖｉｓスペクトルの変化を図２０に示す。［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4から３９１ｎｍに吸収極大をもつＣｏｂ（Ｉ）７Ｃ1エステルへの変換が観測された。この結果より、ビタミンＢ12誘導体はＨ
ＢＰ固定化された状態においても、酸化チタンの励起電子によりＣｏ（Ｉ）種へ活性化可能であることが確認された。
【００３４】
実施例１４（Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）による有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応）
質量スペクトルはＧＣ−ＭＳ−ＱＰ５０５０ＡＨガスクロマトグラフ質量分析計（（株）島津製作所製）により測定した。
≪Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）による臭化フェネチルの脱ブロモ化
（エントリーＮｏ．４）≫
Ｂ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）（ビタミンＢ12誘導体 ２．０ｘ１
０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（１．９ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で８時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
≪ビタミンＢ12誘導体（［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4）による臭化フェネチルの脱ブロモ化 （エントリーＮｏ．５）≫
ビタミンＢ12誘導体は、［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4 を用いた。ビタミンＢ12誘導体（２．０ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（１．９ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で８時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
≪ビタミンＢ12誘導体（［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4）およびＨＢＰ共存下での臭化フェネチルの脱ブロモ化 （エントリーＮｏ．６）≫
ビタミンＢ12誘導体は、［Ｃｏｂ（ＩＩ）７Ｃ1エステル］ＣｌＯ4 を用いた。ビタミンＢ12誘導体（２．０ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（１．９ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇおよびハイパーブランチポリマー（日産化学工業（株）製、商品名ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡランダム共重合体）０．４６ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍｌに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で８時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
≪ＨＢＰ存在下での臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．７）≫
（２−ブロモエチル）ベンゼン（１．９ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇおよびハイパーブランチポリマー（日産化学工業（株）製、商品名ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡランダム共重合体）０．８８ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）３０ｍｌに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で２４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
結果を表６に示す。
【表６】
エントリーＮｏ．４、エントリーＮｏ．５の転化率の比較から、ビタミンＢ12誘導体をＨＢＰに固定化したことにより触媒効率の向上したことが分かる。これは運動性ある担体に触媒を大量に固定化したことで、反応溶液中でビタミンＢ12誘導体の局所的な高濃度状態が達成されたためと考えられる。
また、生成物の選択性に関して、エントリーＮｏ．４のＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒では二量体選択性が向上した。これはビタミンＢ12誘導体がＨＢＰによって予め近傍に固定化されているため、ラジカル反応中間体のカップリングが容易に進行したためであると考えられる。またエントリーＮｏ．６ではこのような選択性の向上は見られなかったことから、エントリーＮｏ．４のＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒ではビタミンＢ12誘導体とＨＢＰを共有結合で固定化し、ＨＢＰ担体を触媒で高密度に修飾した効果が現れたものと考えられる。
【００３５】
実施例１５（Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒の合成）
【化１９】
ハイパーブランチポリマーは、参考例４で合成したＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈを、またビタミンＢ12誘導体は一つのカルボキシル基を有する（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）６Ｃ1エステルを用いた。（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）６Ｃ1エステルをエステル結合によりＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈに結合させた。
２口のナス型フラスコにＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ １００．５ｍｇ（ＨＥＭＡのヒドロキシル基４．０９ｘ１０-4ｍｏｌ）、ビタミンＢ12誘導体（（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ
）６Ｃ1エステル）４５．１ｍｇ（４．１９ｘ１０-5 ｍｏｌ，０．１０２ｅｑ）及び４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）５０．４ｍｇ（４．１２ｘ１０-4ｍｏｌ，１．０１ｅｑ）を入れ、窒素置換した。これに乾燥塩化メチレン２．５０ｍＬを加えた。氷浴上で塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド（ＥＤＣ／ＨＣｌ）１６５．１ｍｇ（８．６１ｘ１０-4ｍｏｌ，２．０１ｅｑ）を添加し、室温に戻して撹拌した。４時間後反応を止め、塩化メチレン５０ｍＬを加え、水（３０ｍＬｘ２）で洗浄した。塩化メチレン溶液を硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧乾固した。ＧＰＣ（クロロホルム、２８０ｎｍ）により精製を行い、分取した第一成分（ブロード成分）をＫＣＮ水溶液で浸透した。これをクロロホルム／ｎ−ヘキサンで再沈殿し、Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒を紫色粉末７１．４ｍｇ（Ｂ12成分１１．４ｍｇ（収率２５％）、ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ成分６０．０ｍｇ（収率６０％））として得た。次いで、Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒単位重量当りのビタミンＢ12誘導体の固定化量を、重量濃度が既知である塩化メチレン溶液を調製し、ＵＶ−ｖｉｓスペクトル
を測定し、３７１ｎｍにおける吸光度から算出した。さらに、Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ ハイブリッド触媒の重量平均分子量Ｍｗおよび多分散度Ｍｗ／ＭｎをＨＰＬＣ（ＧＰＣ）（ＤＭＦ、ＲＩ検出、５９０ｎｍ検出）にて算出した。
また上記の縮合反応において、ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈのヒドロキシル基数に対するビタミンＢ12誘導体の仕込み等量数を変えることで、ビタミンＢ12誘導体の固定化量の異なるＢ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒を合成した。ビタミンＢ12誘導体の仕込み等量数、ビタミンＢ12誘導体の固定化量、ヒドロキシル基修飾率、重量平均分子量Ｍｗおよび多分散度Ｍｗ／Ｍｎの関係を表７に示す。またＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ およびＢ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒（ヒドロキシル基修飾率３７％）のＧＰＣチャート（ＲＩ検出）を図２１に示す。Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒（ヒドロキシル基修飾率３７％）のＧＰＣチャート（５９０ｎｍ検出）を図２２に、ＵＶ−ｖｉｓスペクトルを図２３に示す。
【表７】
【００３６】
実施例１６（Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒による有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応）
質量スペクトルはＧＣ−ＭＳ−ＱＰ５０５０ＡＨガスクロマトグラフ質量分析計（（株）島津製作所製）により測定した。
≪ビタミンＢ12誘導体（（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）７Ｃ1エステル）による臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．８）≫
ビタミンＢ12誘導体は、（ＣＮ）2Ｃｏｂ（ＩＩＩ）７Ｃ1エステルを用いた。ビタミンＢ12誘導体（２．４ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（２．２ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で１４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
≪Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ（ヒドロキシル基修飾率４％）による臭化フェネチルの脱ブロモ化（エントリーＮｏ．９）≫
Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ（ヒドロキシル基修飾率４％、ビタミンＢ12誘導体２．０ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（２．２ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で１４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析およ
び定量を行った。
≪Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ（ヒドロキシル基修飾率３７％）による臭化フェネチルの脱ブロモ化 （エントリーＮｏ．１０）≫
Ｂ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈ（ヒドロキシル基修飾率４％、ビタミンＢ12誘導体２．０ｘ１０-5Ｍ）および（２−ブロモエチル）ベンゼン（２．２ｘ１０-3Ｍ）を、酸化チタン（日本エアロゾル（株）製、「Ｐ２５」）１９ｍｇを含むメタノール（キシダ化学（株）製、試薬１級）２５ｍＬに加え、２０分間窒素ガスバブリングを行った。次いで該溶液を攪拌下、反応器外表面においてブラックライト（フナコシ（株）製、１５Ｗ）により紫外線を紫外線強度１．７６ｍＷｃｍ-2で１４時間照射し、ＧＣ−ＭＳで生成物解析および定量を行った。
結果を表８に示す。
【表８】
表８より、ヒドロキシル基修飾率が増加するに従って二量化選択性が向上することが明らかとなった。これはヒドロキシル基の修飾率が増すに従ってＨＢＰ担体中でビタミンＢ12誘導体の局所濃度が増加することを示唆しており、触媒の濃縮効果が現れたものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、参考例１で合成したビタミンＢ12誘導体のＵＶ−ｖｉｓスペクトル（塩化メチレン）である。
【図２】図２は、参考例１で合成したビタミンＢ12誘導体のＩＲスペクトルである（ＫＢｒ法）。
【図３】図３は、参考例１で合成したビタミンＢ12誘導体のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルである。（ａ）は全体のスペクトル、（ｂ）は９８０−１０６０ｍ／ｚの領域のスペクトルである。
【図４】図４は、参考例２で得たハイパーブランチポリマーの13Ｃ−ＮＭＲスペクトルである。
【図５】図５は、参考例３で得たハイパーブランチポリマーの紫外可視吸収スペクトルである。
【図６】図６は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒の精製前のＧＰＣチャートである。
【図７】図７は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒の精製後のＧＰＣチャートである。
【図８】図８は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のＵＶ−ｖｉｓスペクトル（塩化メチレン）である。
【図９】図９は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒およびビタミンＢ12誘導体のＣＤスペクトルである。
【図１０】図１０は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のＴＥＭ像である。
【図１１】図１１は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒の粒径分布（個数換算分布）を示す。
【図１２】図１２は、実施例６で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（アコシアノ体）のＵＶ−ｖｉｓスペクトル（塩化メチレン）である。
【図１３】図１３は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のＵＶ−ｖｉｓスペクトル（塩化メチレン）である。
【図１４】図１４は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のＥＳＲスペクトル（クロロホルム−ベンゼン（２：１ｖ／ｖ））である。
【図１５】図１５は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のサイクリックボルタモグラムである。
【図１６】図１６は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）のサイクリックボルタモグラム（臭化フェネチル滴下後）である。
【図１７】図１７は、実施例１で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒のα帯の吸収極大波数と溶媒の極性パラメータＥTNとの相関を示す。
【図１８】図１８は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）について、ＣＶ測定したときの掃引速度の平方根に対するＣｏII／ＣｏIピーク電流値の和のプロットである。
【図１９】図１９は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）をＤＭＦ中、−１．２ＶｖｓＡｇ／ＡｇＣｌにて定電位電解したときのＵＶ−ｖｉｓスペクトル変化を示す。
【図２０】図２０は、実施例７で合成したＢ12−ＨＢＰハイブリッド触媒（Ｃｏ（ＩＩ）体）をメタノール中で紫外線照射したときのＵＶ−ｖｉｓスペクトル変化を示す。
【図２１】図２１は、ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈおよび実施例１５で合成したＢ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒（ヒドロキシル基修飾率３７％）のＧＰＣチャート（ＲＩ検出）である。
【図２２】図２２は、実施例１５で合成したＢ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒（ヒドロキシル基修飾率３７％）のＧＰＣチャート（５９０ｎｍ検出）である。
【図２３】図２３は、実施例１５で合成したＢ12−ＨＰＥＭＡ−ＨＥＭＡ−Ｈハイブリッド触媒（ヒドロキシル基修飾率３７％）のＵＶ−ｖｉｓスペクトルである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つの官能基にビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化した構造を有し、ゲル浸透クロマトグラフィによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量が２，０００ないし２０，０００，０００であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項２】
前記官能基がヒドロキシル基であり、前記共有結合がエステル結合である、請求項１記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項３】
下記の式（１）で表される構造を重合開始部位とし、下記の式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位と下記の式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位とを有し、かつ式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位の総数が１ないし１００，０００の整数で、式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位の総数が２ないし１００，０００の整数であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【化１】
【化２】
【化３】
［式（１）ないし式（３）中、Ａ1は式（４）または式（５）
【化４】
【化５】
（式（４）および式（５）中、Ａ3はエーテル結合またはエステル結合を含んでいてもよ
い炭素原子数１ないし２０の直鎖状、枝分かれ状または環状のアルキレン基を表し、Ｘ1
、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１ないし２０のアル
キル基、または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表す。）
で表される構造を表し、Ａ2はエーテル結合またはエステル結合を含んでいてもよい炭素
原子数１ないし２０の直鎖状、枝分かれ状または環状のアルキレン基を表し、Ｒ1は水素
原子またはメチル基を表し、Ｒ2は水素原子、炭素原子数１ないし２０の直鎖状もしくは
枝分かれ状のヒドロキシルアルキル基、炭素原子数３ないし２０の直鎖状もしくは枝分かれ状のエポキシ基を含むアルキル基、または式（６）
【化６】
（式中、Ｒ3ないしＲ9のいずれか１つは、前記式（２）中のＡ2−Ｏ基の酸素原子と共有
結合する単結合を表し、前記Ａ2−Ｏ基と共有結合しないＲ3ないしＲ9は、それぞれ独立
してヒドロキシル基または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表し、Ｙ1はシアノ
基、ヒドロキシル基またはメチル基を表し、Ｙ2はＣｏ原子に配位している水分子を表す
。）
で表されるビタミンＢ12化合物を表す（ただし、少なくとも１つ以上のビタミンＢ12化合物を含む。）。］
【請求項４】
分子末端にＮ，Ｎ−ジエチルジチオカーバメート基を有する、請求項３記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項５】
前記Ａ1が式（７）または式（８）
【化７】
【化８】
（式中、ｍは２ないし１０の整数を表す。）で表される構造である、請求項３記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項６】
前記Ａ2が、−（ＣＨ2）n−（式中、ｎは２ないし１０の整数を表す。）である、請求
項
３記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項７】
前記ビタミンＢ12化合物が式（９）
【化９】
（式中、Ｒ3ないしＲ8は、それぞれ独立してヒドロキシル基または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表し、Ｙ1はシアノ基、ヒドロキシル基またはメチル基を表し、Ｙ2はＣｏ原子に配位している水分子を表す。）で表される化合物であることを特徴とする請求項３記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーを含むラジカル型有機合成反応触媒。
【請求項９】
脱ハロゲン化反応を促進することを特徴とする請求項８記載のラジカル型有機合成反応触媒。
【請求項１０】
炭素−炭素結合反応を促進することを特徴とする請求項８記載のラジカル型有機合成反応触媒。
【請求項１１】
ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つのヒドロキシル基と、ビタミンＢ12化合物のいずれか１つのカルボキシル基とを、縮合剤の存在下で反応させることを特徴とするビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーの製造方法。
【請求項１】
ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つの官能基にビタミンＢ12化合物を共有結合で固定化した構造を有し、ゲル浸透クロマトグラフィによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量が２，０００ないし２０，０００，０００であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項２】
前記官能基がヒドロキシル基であり、前記共有結合がエステル結合である、請求項１記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項３】
下記の式（１）で表される構造を重合開始部位とし、下記の式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位と下記の式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位とを有し、かつ式（２）で表される直鎖構造の繰り返し単位の総数が１ないし１００，０００の整数で、式（３）で表される枝分かれ構造の繰り返し単位の総数が２ないし１００，０００の整数であるビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【化１】
【化２】
【化３】
［式（１）ないし式（３）中、Ａ1は式（４）または式（５）
【化４】
【化５】
（式（４）および式（５）中、Ａ3はエーテル結合またはエステル結合を含んでいてもよ
い炭素原子数１ないし２０の直鎖状、枝分かれ状または環状のアルキレン基を表し、Ｘ1
、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１ないし２０のアル
キル基、または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表す。）
で表される構造を表し、Ａ2はエーテル結合またはエステル結合を含んでいてもよい炭素
原子数１ないし２０の直鎖状、枝分かれ状または環状のアルキレン基を表し、Ｒ1は水素
原子またはメチル基を表し、Ｒ2は水素原子、炭素原子数１ないし２０の直鎖状もしくは
枝分かれ状のヒドロキシルアルキル基、炭素原子数３ないし２０の直鎖状もしくは枝分かれ状のエポキシ基を含むアルキル基、または式（６）
【化６】
（式中、Ｒ3ないしＲ9のいずれか１つは、前記式（２）中のＡ2−Ｏ基の酸素原子と共有
結合する単結合を表し、前記Ａ2−Ｏ基と共有結合しないＲ3ないしＲ9は、それぞれ独立
してヒドロキシル基または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表し、Ｙ1はシアノ
基、ヒドロキシル基またはメチル基を表し、Ｙ2はＣｏ原子に配位している水分子を表す
。）
で表されるビタミンＢ12化合物を表す（ただし、少なくとも１つ以上のビタミンＢ12化合物を含む。）。］
【請求項４】
分子末端にＮ，Ｎ−ジエチルジチオカーバメート基を有する、請求項３記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項５】
前記Ａ1が式（７）または式（８）
【化７】
【化８】
（式中、ｍは２ないし１０の整数を表す。）で表される構造である、請求項３記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項６】
前記Ａ2が、−（ＣＨ2）n−（式中、ｎは２ないし１０の整数を表す。）である、請求
項
３記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項７】
前記ビタミンＢ12化合物が式（９）
【化９】
（式中、Ｒ3ないしＲ8は、それぞれ独立してヒドロキシル基または炭素原子数１ないし２０のアルコキシ基を表し、Ｙ1はシアノ基、ヒドロキシル基またはメチル基を表し、Ｙ2はＣｏ原子に配位している水分子を表す。）で表される化合物であることを特徴とする請求項３記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマー。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーを含むラジカル型有機合成反応触媒。
【請求項９】
脱ハロゲン化反応を促進することを特徴とする請求項８記載のラジカル型有機合成反応触媒。
【請求項１０】
炭素−炭素結合反応を促進することを特徴とする請求項８記載のラジカル型有機合成反応触媒。
【請求項１１】
ハイパーブランチポリマーの少なくとも１つのヒドロキシル基と、ビタミンＢ12化合物のいずれか１つのカルボキシル基とを、縮合剤の存在下で反応させることを特徴とするビタミンＢ12修飾ハイパーブランチポリマーの製造方法。
【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】
【公開番号】特開２００８−２６６５７１（Ｐ２００８−２６６５７１Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４９（Ｐ２００８−４９）
【出願日】平成２０年１月４日（２００８．１．４）
【出願人】（５０４１４５３４２）国立大学法人九州大学 (960)
【出願人】（０００００３９８６）日産化学工業株式会社 (510)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月４日（２００８．１．４）
【出願人】（５０４１４５３４２）国立大学法人九州大学 (960)
【出願人】（０００００３９８６）日産化学工業株式会社 (510)
【Ｆターム（参考）】
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