固定化触媒
【課題】 環境への負荷を低減し、化合物製造の場合において環境負荷物質の排出が少なく、リサイクル性に優れた固定化触媒を提供する。
【解決手段】 固相担体にリンカーを介して水銀トリフラート触媒を固定化したことを特徴とする固定化触媒、及びこれを用いる化合物の製造方法。
【解決手段】 固相担体にリンカーを介して水銀トリフラート触媒を固定化したことを特徴とする固定化触媒、及びこれを用いる化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定化触媒に関する。詳しくは、固相担体にリンカーを介して水銀トリフラート触媒を固定化した固定化触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
水銀トリフラートは、優れた環化等の触媒として知られており、様々な天然物の合成研究に使用されている（例えば、非特許文献１）。例えば、末端アルキンの水和反応、生合成類似タンデム環化反応、アルキノエイトを脱離基とする触媒グリコシル化反応、プロパルギルアセテートと水の反応によるエノン合成等が知られている。これらは従来の遷移金属錯体触媒よりも触媒効率で大きく上回るケースが多いという利点を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、水銀は、水系環境において微生物などによって有機水銀化合物に変えられ、食物連鎖を通じて、大型魚類や、深海魚、海洋動物に蓄積される。また、水銀が気化した場合には、肺から吸収されやすく、体内に吸収された場合には、ヘモグロビンや血清アルブミンと結合し毒性を示す。このように、有機水銀化合物は、環境汚染問題や人体への影響が懸念されているため、化合物製造を行う場合において環境への排出が少なく、リサイクル性に優れた触媒が望まれている。
【０００４】
【非特許文献１】有機合成化学協会誌 Ｖｏｌ.６４ ７４４−７５１
【０００５】
本発明の課題は、環境への負荷を低減し、化合物製造の場合において環境負荷物質の排出が少なく、リサイクル性に優れた固定化触媒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の発明に係る。
１． 固相担体にリンカーを介して水銀トリフラート触媒を固定化したことを特徴とする固定化触媒。
２． リンカーがフェニル基である固定化触媒。
３． 固相担体にリンカーを介して、水銀トリフラートを固定化することを特徴とする水銀トリフラート固定化触媒の製造方法。
４． アルキン化合物又はアリルアルコール化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とする環化体化合物の製造方法。
５． アルキン化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とする水和化合物の製造方法。
６． アルキン化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とするエノン化合物の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、水銀トリフラートを固定化触媒にすることにより、環境負荷物質の排出が少なく、リサイクル性を向上させることができる。また、驚くべきことに、通常触媒を固定化し、固定化触媒とすることにより、触媒活性が低下するが、本発明の固定化触媒は、触媒活性は低下せず、本来触媒が有する活性を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明においてはシリカゲル等の固相担体にリンカーを介して、水銀トリフラートを固定化することにより水銀トリフラート固定化触媒が得られる。
【０００９】
本発明の固定化触媒に使用するシリカゲルとしては、粒子直径が０.１μｍ〜２０００μｍの物を使用することができる。好ましくは４０〜３００μｍのものがよい。（例：関東化学，Ｓｉｌｉｃａ ｇｅｌ ６０， ｓｐｈｅｒｉｃａｌ）
また、固定化触媒に使用する固相担体はシリカゲルの代わりにポリスチレンを使用することもできる（例：東京化成，ポリスチレン樹脂Ｐｏｌｙｓｙｒｅｎｅ Ｒｅｓｉｎ， ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ ｗｉｔｈ １％ ＤＶＢ ２００〜４００ｍｅｓｈ，又は１００〜２００ｍｅｓｈ）
【００１０】
本発明の固定化触媒に使用するリンカーとしては、フェニル基、ジフェニルホスフィノ基、ジアルキルフォスフィノ基、アルキル基、チオール基、ジオール基、カルボン酸、トシル酸、スルホン酸、アミノ基、ジアミノ基、トシルヒドラジンを有するものが挙げられる。
【００１１】
本発明の固定化触媒に使用するリンカー付きシリカゲルとしては、Ｓｉｌｉｃｙｃｌｅ社のＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｐｈｅｎｙｌ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｔｈｉｏｌ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｄｉｏｌ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ Ａｃｉｄ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｔｏｓｉｃ Ａｃｉｄ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｐｒｏｐｙｌｓｕｌｆｏｎｉｃ Ａｃｉｄ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｏｂｅｎｚｙｌ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ ａｍｉｎｅ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｄｉａｍｉｎｅが挙げられる。好ましくはＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｐｈｅｎｙｌがよい。
【００１２】
本発明の固定化触媒の製造方法を代表例として固相担体がシリカゲルの場合について述べる。
まず製造方法（ａ）としては、リンカー付きシリカゲルとＨｇ（ＯＡｃ）２を溶媒中で反応させる。溶媒としては、酢酸、硫酸、水、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド溶媒、メタノール、エタノールなどのアルコール溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒等を挙げることができる。反応温度は、０〜２００℃、好ましくは、１００〜１５０℃がよい。反応時間は、０.５〜４８時間、好ましくは、１〜２時間がよい。また、マイクロウェーブ等を照射してもよい。リンカー付きシリカゲルとＨｇ（ＯＡｃ）２の使用量は、リンカー付きシリカゲルに対して、Ｈｇ（ＯＡｃ）２を０.５〜１０当量、好ましくは、１〜２当量使用する。反応終了後、濾過、洗浄を行い、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物を得ることができる。
【００１３】
次いで、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物とトリフルオロメタンスルホン酸を溶媒中で反応させる。溶媒としては、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒、ジクロロメタン、１,２−クロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素などの脂肪族ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ジエチルエーテル、ジイソプロピオエーテルなどのエーテル系溶媒等を挙げることができる。反応温度は、−２０〜１００℃、好ましくは、０〜室温（２５℃）がよい。反応時間は、１分〜２時間、好ましくは、５〜１０分がよい。シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物とトリフルオロメタンスルホン酸の使用量は、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物に対して、トリフルオロメタンスルホン酸を０.５〜１０当量、好ましくは、１〜２当量使用する。反応終了後、濾過、洗浄を行い、シリカゲルにリンカーを介して水銀トリフラート（ＨｇＯＴｆ）が固定化された化合物を得ることができる。
【００１４】
また、本発明の固定化触媒の製造方法（ｂ）としては、まずリンカー付きシリカゲルとＨｇ（ＯＡｃ）２を溶媒中で反応させる。この反応は上記製造方法（ａ）と同じである。
【００１５】
次いで、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物と塩化ナトリウム等のアルカリ金属のハロゲン化物を溶媒中で反応させる。溶媒としては、水、メタノール、エタノールなどのアルコール溶媒、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド溶媒又は、これらの混合溶媒等を挙げることができる。反応温度は、０〜１５０℃、好ましくは、８０〜１２０℃がよい。反応時間は、１〜４８時間、好ましくは、５〜１５時間がよい。シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物とアルカリ金属のハロゲン化物の使用量は、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物に対して、アルカリ金属のハロゲン化物を１〜５０当量、好ましくは、２〜１０当量使用する。反応終了後、濾過、洗浄を行い、シリカゲルにリンカーを介して、例えばＨｇＣｌが固定化された化合物を得ることができる。
【００１６】
さらに、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＣｌが固定化された化合物と銀トリフルオロメタンスルホン酸を溶媒中で反応させる。溶媒としては、ジクロロメタン、１,２−クロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素などの脂肪族ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒、ニトロメタン、ニトロエタンなどのニトロ系溶媒等を挙げることができる。反応温度は、０〜１００℃、好ましくは、室温（２５℃）〜６０℃がよい。反応時間は、１０分〜１０時間、好ましくは、０.５〜１時間がよい。シリカゲルにリンカーを介してＨｇＣｌが固定化された化合物と銀トリフルオロメタンスルホン酸の使用量は、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＣｌが固定化された化合物に対して、銀トリフルオロメタンスルホン酸を０.５〜１０当量、好ましくは、１〜２当量使用する。反応終了後、濾過、洗浄を行い、シリカゲルにリンカーを介して水銀トリフラート（ＨｇＯＴｆ）が固定化された化合物を得ることができる。
【００１７】
本発明の固定化触媒を用いて種々の反応を行うことができる。例えば前記非特許文献１の第７４５〜７５０頁に記載された反応に用いることができる。その反応とは例えば下記に示されるものである。
（１）アルキンの水和反応。例えば、アルキン化合物ｐｒｏｐ−２−ｙｎｙｌｂｅｎｚｅｎｅに固定化触媒を用いれば１−ｐｈｅｎｙｌｐｒｏｐａｎ−２−ｏｎｅを得ることができる。
【００１８】
【化１】
【００１９】
（２）エンイン化合物のアリールイン環化反応。例えば、エンイン化合物１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（ｏｃｔ−３−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅに固定化触媒を用いれば４−ｂｕｔｙｌ−５,７−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−１,２−ｄｉｈｙｄｒｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅを得ることができる。
【００２０】
【化２】
【００２１】
（３）インエンアリール化合物のタンデム環化反応。例えば、インエンアリール化合物（Ｅ）−１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（４−ｍｅｔｈｙｌｎｏｎ−３−ｅｎ−７−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅに固定化触媒を用いれば５,７−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−１,４ａ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−３,４,４ａ,９,１０,１０ａ−ｈｅｘａｈｙｄｒｏｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅを得ることができる。
【００２２】
【化３】
【００２３】
（４）ケトアルキン化合物のフラン環合成反応。例えば、ケトアルキン化合物１,４−ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｕｔ−３−ｙｎ−１−ｏｎｅに固定化触媒を用いれば２,５−ｄｉｐｈｅｎｙｌｆｕｒａｎを得ることができる。
【００２４】
【化４】
【００２５】
（５）アルキニルアニリン化合物のインドール環合成反応。例えば、アルキニルアニリン化合物Ｎ−（２−ｅｔｈｙｎｙｌｐｈｅｎｙｌ）−４−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅに固定化触媒を用いれば１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌｅを得ることができる。
【００２６】
【化５】
【００２７】
（６）アルキニルカルボン酸化合物のエキソメチレンラクトン合成反応。例えば、アルキニルカルボン酸化合物ｈｅｘ−５−ｙｎｏｉｃ ａｃｉｄに固定化触媒を用いれば６−ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−２Ｈ−ｐｙｒａｎ−２−ｏｎｅを得ることができる。
【００２８】
【化６】
【００２９】
（７）プロパルギルアセテート化合物のエノン化合物合成反応。例えば、プロパルギルアセテート化合物ｕｎｄｅｃ−３−ｙｎ−２−ｙｌ ａｃｅｔａｔｅに固定化触媒を用いれば（Ｅ）−ｕｎｄｅｃ−２−ｅｎ−４−ｏｎｅを得ることができる。
【００３０】
【化７】
【００３１】
アルキン化合物としては、エンイン化合物、インエンアリール化合物、ケトアルキン化合物、アルキニルアニリン化合物、アルキニルカルボン酸化合物、プロパルギルアセテート化合物等を挙げることができる。具体的には、ｐｒｏｐ−２−ｙｎｙｌｂｅｎｚｅｎｅ、１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（ｏｃｔ−３−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ、（Ｅ）−１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（４−ｍｅｔｈｙｌｎｏｎ−３−ｅｎ−７−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ、１,４−ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｕｔ−３−ｙｎ−１−ｏｎｅ、Ｎ−（２−ｅｔｈｙｎｙｌｐｈｅｎｙｌ）−４−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ、ｈｅｘ−５−ｙｎｏｉｃ ａｃｉｄ、ｕｎｄｅｃ−３−ｙｎ−２−ｙｌ ａｃｅｔａｔｅ等を挙げることができる。
【００３２】
上記アルキン化合物に代ってアリルアルコール化合物であっても同様の環化化合物を得ることができる。その反応は例えば下記に示されるものである。
【００３３】
（１）アリルアルコール化合物（Ｅ）−６−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌに固定化触媒を用いれば６,８−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−１−ｖｉｎｙｌ−１,２,３,４−ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅを得ることができる。
【００３４】
【化８】
【００３５】
（２）アリルアルコール化合物１−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｂｕｔ−３−ｅｎ−２−ｏｌに固定化触媒を用いれば５,７−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−１,４−ｄｉｈｙｄｒｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅを得ることができる。
【００３６】
【化９】
【００３７】
（３）アリルアルコール化合物（Ｅ）−６−（１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌ−２−ｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌに固定化触媒を用いれば９−ｔｏｓｙｌ−４−ｖｉｎｙｌ−２,３,４,９−ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅを得ることができる。
【００３８】
【化１０】
【００３９】
アリルアルコール化合物としては具体的には、（Ｅ）−６−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌ、１−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｂｕｔ−３−ｅｎ−２−ｏｌ、（Ｅ）−６−（１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌ−２−ｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌなどを挙げることができる。
【００４０】
本発明の固定化触媒を使用した反応の一例として、アルキン化合物の環化体化合物への製造方法を示すと、シリカゲルにリンカーを介して水銀トリフラート（ＨｇＯＴｆ）が固定化された化合物とアルキン化合物を溶媒中で反応させる方法を挙げることができる。溶媒としては、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒、ニトロメタン、ニトロエタンなどのニトロ系溶媒、ジクロロメタン、１,２−クロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素などの脂肪族ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素、又はこれら混合溶媒等を挙げることができる。反応温度は、−７８〜２００℃、好ましくは、０℃〜室温（２５℃）がよい。反応時間は、５分〜４８時間、好ましくは、１０分〜６時間がよい。反応終了後、濾過、洗浄を行い、環化体化合物を得ることができる。
【００４１】
本発明は、シリカゲルにリンカーを介して水銀トリフラート（ＨｇＯＴｆ）が固定化された化合物を固定化触媒として使用し、例えば、アルキン化合物を反応させ環化体化合物を得ることができる。水銀トリフラートを本発明の固定化触媒にすることにより、環境負荷物質の排出が少なく、リサイクル性を向上させることができる。また、驚くべきことに、通常触媒を固定化し、固定化触媒とすることにより、触媒活性が低下するが、本発明の固定化触媒は、触媒活性は低下せず、本来触媒が有する活性を発揮させることができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが何らこれらに限定されるものではない。
【００４３】
合成例１（シリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃの調製）
シリカゲル担体（シリカゲルＬＩＣＹＣＬＥ社，シリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ Ｒｅｖｅｒｓｅｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｉｌｉｃａ Ｇｅｌ， ２３０〜４００ｍｅｓｈ， ｌｏａｄｉｎｇ １.６２ｍｍｏｌ／ｇ）（２５０ｍｇ，４０５μｍｏｌ）とＨｇ（ＯＡｃ）２（１５５ｍｇ，４８６μｍｏｌ）を９９.５％酢酸中（２.７ｍＬ）で、マイクロウェーブ（ＣＥＭ社，Ｄｉｓｃｏｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ，ＭＯＤＥＬ Ｎｏ.９０８０１５）を１４０℃、１時間照射した。その後室温（２５℃）まで冷却し、濾紙を用いて反応液を取り除き、得られる残渣を１０％酢酸、水、メタノール、酢酸エチル、エーテルを順次用いて洗浄し、デシケーターにより乾燥してシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃ（２４８ｍｇ， ｌｏａｄｉｎｇ ０.２０ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。又、反応濾液及び、洗浄溶媒中の未反応Ｈｇ（ＯＡｃ）２を還元気化原子吸光光度法（ＮＩＰＰＯＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社， ＭＥＲＣＵＲＹ ＡＮＡＬＹＺＥＲ ＲＡ−２を使用）により定量（１３８ｍｇ）し、水銀担持率（ｌｏａｄｉｎｇ）０.２０ｍｍｏｌ／ｇを算出した。担体径は光学顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＩＸ７０）と、デジタルカメラ（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＤＰ７０）によって２０倍拡大写真を撮影し、解析ソフト（Ｍｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社，Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ ＰＬＡＳ）を用いて計１００個の担体数を測定し主担体径が５０〜８０μｍであることを確認した。
【００４４】
合成例２（シリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＣｌの調製）
合成例１で調製したシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃ（２４８ｍｇ， ｌｏａｄｉｎｇ ０.２０ｍｍｏｌ／ｇ）に飽和食塩水（２.７ｍＬ）を加えて、６０℃、１１時間撹拌した。室温（２５℃）まで冷却し濾紙を用いて反応液を取り除き、得られる残渣を水、メタノール、酢酸エチル、エーテルを順次用いて洗浄し、デシケーターにより乾燥してシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＣｌ（収量２３２ｍｇ）を得た。担体径は光学顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＩＸ７０）と、デジタルカメラ（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＤＰ７０）によって２０倍拡大写真を撮影し、解析ソフト（Ｍｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社，Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ ＰＬＡＳ）を用いて計１００個の担体数を測定し主担体径が６〜１５μｍであることを確認した。
【００４５】
実施例１（シリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆの調製）
合成例１で調製したシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃ（２５.０ｍｇ，５μｍｏｌ， ｌｏａｄｉｎｇ ０.２０ｍｍｏｌ／ｇ）に無水アセトニトリル（０.３ｍＬ）を加え、撹拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸（１.５０ｍｇ，１０μｍｏｌ，０.８８μＬ）を滴下し、室温（２５℃）、１０分撹拌した。濾紙を用いて反応液を取り除き、得られる残渣をアセトニトリル、ジクロロメタン、エーテルを順次用いて洗浄し、デシケーターにより乾燥してシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆ（収量２３.８ｍｇ）を得た。担体径は光学顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＩＸ７０）と、デジタルカメラ（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＤＰ７０）によって２０倍拡大写真を撮影し、解析ソフト（Ｍｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社，Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ ＰＬＡＳ）を用いて計１００個の担体数を測定し主担体径が５０〜８０μｍであることを確認した。
【００４６】
実施例２
乾燥した反応フラスコにシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃ（２５.０ｍｇ，５μｍｏｌ）と無水アセトニトリル（０.３ｍＬ）を加え、撹拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸（１.５０ｍｇ，１０μｍｏｌ）を滴下した。室温（２５℃）で１０分間撹拌した後、濾紙を用いて反応液を取り除き、アセトニトリル、ジクロロメタン及びエーテルを順次用いて残渣を洗浄しシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆを調製した。次いでシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆに溶媒として無水ジクロロメタン（１ｍＬ）とＮ−［２−（ｈｅｘ−１−ｙｎｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ］−４−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ（３２.７ｍｇ，１００μｍｏｌ）を順次加えて、室温（２５℃）で９０分間反応させた。その後、濾紙を用いて触媒を取り除き濾液を濃縮した。得られた残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル ５：１）で精製し環化体 ２−ｂｕｔｙｌ−１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌｅ（３２.５ｍｇ，９９％）を得た。
【００４７】
ＩＲ（ｎｅａｔ） ３０５１， ２９５８， ２９３０， ２８７１， １５９６， １４５４， １３７６， １２１８， １１７９ｃｍ−１．
１Ｈ ＮＭＲ（２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）
δ ０.９６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.４Ｈｚ）， １.４８（２Ｈ，ｍ）， １.７３（２Ｈ，ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝７.４Ｈｚ）， ２.３３（３Ｈ，ｓ）， ２.９８（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.４Ｈｚ）， ６.３８（１Ｈ，ｓ）， ７.１５−７.２９（４Ｈ，ｍ）， ７.４０（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝７.８Ｈｚ）， ７.６１（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝７.８Ｈｚ）， ８.１６（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝７.８，０.８Ｈｚ）．
【００４８】
１３Ｃ ＮＭＲ（５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３） ? １３.８８， ２１.４４， ２２.４３， ２８.６９， ３０.９５， １０８.５６， １１４.７８， １２０.００， １２３.４１， １２３.７１， １２６.１９， １２９.７１， １２９.８４， １３６.２２， １３７.１９， １４２.４９， １４４.５４．
ＭＳ（ＥＩ） ｍ／ｚ ３２７（Ｍ＋）．
ＨＲ−ＭＳ（ＥＩ） ｃａｌｃｄ ｆｏｒ Ｃ１９Ｈ２１ＮＯ２Ｓ （Ｍ＋） ３２７.１２９３， ｆｏｕｎｄ ３２７.１２８３．
【００４９】
実施例３
乾燥した反応フラスコにシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃ（２０.０ｍｇ，４μｍｏｌ）に無水アセトニトリル（０.２４ｍＬ）を加え、撹拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸（１.２０ｍｇ，８μｍｏｌ）を滴下した。室温（２５℃）で１０分間撹拌した後、濾紙を用いて反応液を取り除き、アセトニトリル、ジクロロメタン、エーテルを順次用いて残渣を洗浄しシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆを調製した。次いでシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆに溶媒として無水アセトニトリル（０.８ｍＬ）と１−（ｈｅｐｔ−２−ｙｎｙｌｏｘｙ）−３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｂｅｎｚｅｎｅ（１９.８ｍｇ，８０μｍｏｌ）を順次加えて、室温（２５℃）で９０分間反応させた。その後、濾紙を用いて触媒を取り除き、濾液を濃縮した。得られた残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル ７：１）で精製し環化体 ４−ｂｕｔｙｌ−５,７−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−２Ｈ−ｃｈｒｏｍｅｎｅ（１９.７ｍｇ，９９％）を得た。
【００５０】
ＩＲ（ｎｅａｔ） ２９５６， ２８５６， １２０１， １１５７， １１２８， ８１９ｃｍ−１.
１Ｈ ＮＭＲ（６００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）
δ ０.８８ （３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.１Ｈｚ）， １.２８−１.３８（４Ｈ，ｍ）， ２.５６（２Ｈ，ｄｔ，Ｊ＝１.１，７.１Ｈｚ）， ３.７７（３Ｈ，ｓ）， ３.７８（３Ｈ，ｓ）， ４.４６（２Ｈ，ｄｔ，Ｊ＝１.１，４.４Ｈｚ）， ５.４６（１Ｈ，ｔｔ，Ｊ＝１.１，４.４Ｈｚ）， ６.０９（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝２.５Ｈｚ）， ６.１３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝２.５Ｈｚ）．
【００５１】
１３Ｃ ＮＭＲ（１５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）
δ １４.００， ２２.５４， ３１.２０， ３４.５３， ５５.２６， ５５.２７， ６４.８８， ９２.８０， ９３.８８， １０７.１９， １１４.８６， １３６.１９， １５７.６６， １５７.８３， １６０.４１．
ＭＳ（ＥＩ） ｍ／ｚ ２４８（Ｍ＋）．
ＨＲ−ＭＳ（ＥＩ） ｃａｌｃｄ ｆｏｒ Ｃ１５Ｈ２０Ｏ３ （Ｍ＋） ２４８.１４１２， ｆｏｕｎｄ ２４８.１４１８．
【００５２】
実施例４
乾燥した反応フラスコにシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＣｌ（２５.１ｍｇ，５μｍｏｌ）と無水ジクロロメタン（０.３ｍＬ）を加え、撹拌しながら銀トリフルオロメタンスルホン酸塩（２.５７ｍｇ，１０μｍｏｌ）を加えた。室温（２５℃）で１０分間撹拌した後、Ｎ−［２−（ｈｅｘ−１−ｙｎｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ］−４−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ（３２.７ｍｇ，１００μｍｏｌ）を加えた。室温（２５℃）で２時間反応させ、炭酸水素ナトリウムの粉末を加え、固形物を濾紙を用いて取り除き濾液を濃縮した。得られた残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル ５：１）で精製し環化体 ２−ｂｕｔｙｌ−１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌｅ（３２.０ｍｇ，９８％）を得た。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定化触媒に関する。詳しくは、固相担体にリンカーを介して水銀トリフラート触媒を固定化した固定化触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
水銀トリフラートは、優れた環化等の触媒として知られており、様々な天然物の合成研究に使用されている（例えば、非特許文献１）。例えば、末端アルキンの水和反応、生合成類似タンデム環化反応、アルキノエイトを脱離基とする触媒グリコシル化反応、プロパルギルアセテートと水の反応によるエノン合成等が知られている。これらは従来の遷移金属錯体触媒よりも触媒効率で大きく上回るケースが多いという利点を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、水銀は、水系環境において微生物などによって有機水銀化合物に変えられ、食物連鎖を通じて、大型魚類や、深海魚、海洋動物に蓄積される。また、水銀が気化した場合には、肺から吸収されやすく、体内に吸収された場合には、ヘモグロビンや血清アルブミンと結合し毒性を示す。このように、有機水銀化合物は、環境汚染問題や人体への影響が懸念されているため、化合物製造を行う場合において環境への排出が少なく、リサイクル性に優れた触媒が望まれている。
【０００４】
【非特許文献１】有機合成化学協会誌 Ｖｏｌ.６４ ７４４−７５１
【０００５】
本発明の課題は、環境への負荷を低減し、化合物製造の場合において環境負荷物質の排出が少なく、リサイクル性に優れた固定化触媒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の発明に係る。
１． 固相担体にリンカーを介して水銀トリフラート触媒を固定化したことを特徴とする固定化触媒。
２． リンカーがフェニル基である固定化触媒。
３． 固相担体にリンカーを介して、水銀トリフラートを固定化することを特徴とする水銀トリフラート固定化触媒の製造方法。
４． アルキン化合物又はアリルアルコール化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とする環化体化合物の製造方法。
５． アルキン化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とする水和化合物の製造方法。
６． アルキン化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とするエノン化合物の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、水銀トリフラートを固定化触媒にすることにより、環境負荷物質の排出が少なく、リサイクル性を向上させることができる。また、驚くべきことに、通常触媒を固定化し、固定化触媒とすることにより、触媒活性が低下するが、本発明の固定化触媒は、触媒活性は低下せず、本来触媒が有する活性を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明においてはシリカゲル等の固相担体にリンカーを介して、水銀トリフラートを固定化することにより水銀トリフラート固定化触媒が得られる。
【０００９】
本発明の固定化触媒に使用するシリカゲルとしては、粒子直径が０.１μｍ〜２０００μｍの物を使用することができる。好ましくは４０〜３００μｍのものがよい。（例：関東化学，Ｓｉｌｉｃａ ｇｅｌ ６０， ｓｐｈｅｒｉｃａｌ）
また、固定化触媒に使用する固相担体はシリカゲルの代わりにポリスチレンを使用することもできる（例：東京化成，ポリスチレン樹脂Ｐｏｌｙｓｙｒｅｎｅ Ｒｅｓｉｎ， ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ ｗｉｔｈ １％ ＤＶＢ ２００〜４００ｍｅｓｈ，又は１００〜２００ｍｅｓｈ）
【００１０】
本発明の固定化触媒に使用するリンカーとしては、フェニル基、ジフェニルホスフィノ基、ジアルキルフォスフィノ基、アルキル基、チオール基、ジオール基、カルボン酸、トシル酸、スルホン酸、アミノ基、ジアミノ基、トシルヒドラジンを有するものが挙げられる。
【００１１】
本発明の固定化触媒に使用するリンカー付きシリカゲルとしては、Ｓｉｌｉｃｙｃｌｅ社のＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｐｈｅｎｙｌ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｔｈｉｏｌ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｄｉｏｌ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ Ａｃｉｄ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｔｏｓｉｃ Ａｃｉｄ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｐｒｏｐｙｌｓｕｌｆｏｎｉｃ Ａｃｉｄ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｏｂｅｎｚｙｌ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ ａｍｉｎｅ， ＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｄｉａｍｉｎｅが挙げられる。好ましくはＳｉｌｉａＢｏｎｄ Ｐｈｅｎｙｌがよい。
【００１２】
本発明の固定化触媒の製造方法を代表例として固相担体がシリカゲルの場合について述べる。
まず製造方法（ａ）としては、リンカー付きシリカゲルとＨｇ（ＯＡｃ）２を溶媒中で反応させる。溶媒としては、酢酸、硫酸、水、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド溶媒、メタノール、エタノールなどのアルコール溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒等を挙げることができる。反応温度は、０〜２００℃、好ましくは、１００〜１５０℃がよい。反応時間は、０.５〜４８時間、好ましくは、１〜２時間がよい。また、マイクロウェーブ等を照射してもよい。リンカー付きシリカゲルとＨｇ（ＯＡｃ）２の使用量は、リンカー付きシリカゲルに対して、Ｈｇ（ＯＡｃ）２を０.５〜１０当量、好ましくは、１〜２当量使用する。反応終了後、濾過、洗浄を行い、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物を得ることができる。
【００１３】
次いで、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物とトリフルオロメタンスルホン酸を溶媒中で反応させる。溶媒としては、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒、ジクロロメタン、１,２−クロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素などの脂肪族ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ジエチルエーテル、ジイソプロピオエーテルなどのエーテル系溶媒等を挙げることができる。反応温度は、−２０〜１００℃、好ましくは、０〜室温（２５℃）がよい。反応時間は、１分〜２時間、好ましくは、５〜１０分がよい。シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物とトリフルオロメタンスルホン酸の使用量は、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物に対して、トリフルオロメタンスルホン酸を０.５〜１０当量、好ましくは、１〜２当量使用する。反応終了後、濾過、洗浄を行い、シリカゲルにリンカーを介して水銀トリフラート（ＨｇＯＴｆ）が固定化された化合物を得ることができる。
【００１４】
また、本発明の固定化触媒の製造方法（ｂ）としては、まずリンカー付きシリカゲルとＨｇ（ＯＡｃ）２を溶媒中で反応させる。この反応は上記製造方法（ａ）と同じである。
【００１５】
次いで、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物と塩化ナトリウム等のアルカリ金属のハロゲン化物を溶媒中で反応させる。溶媒としては、水、メタノール、エタノールなどのアルコール溶媒、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド溶媒又は、これらの混合溶媒等を挙げることができる。反応温度は、０〜１５０℃、好ましくは、８０〜１２０℃がよい。反応時間は、１〜４８時間、好ましくは、５〜１５時間がよい。シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物とアルカリ金属のハロゲン化物の使用量は、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＯＡｃが固定化された化合物に対して、アルカリ金属のハロゲン化物を１〜５０当量、好ましくは、２〜１０当量使用する。反応終了後、濾過、洗浄を行い、シリカゲルにリンカーを介して、例えばＨｇＣｌが固定化された化合物を得ることができる。
【００１６】
さらに、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＣｌが固定化された化合物と銀トリフルオロメタンスルホン酸を溶媒中で反応させる。溶媒としては、ジクロロメタン、１,２−クロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素などの脂肪族ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒、ニトロメタン、ニトロエタンなどのニトロ系溶媒等を挙げることができる。反応温度は、０〜１００℃、好ましくは、室温（２５℃）〜６０℃がよい。反応時間は、１０分〜１０時間、好ましくは、０.５〜１時間がよい。シリカゲルにリンカーを介してＨｇＣｌが固定化された化合物と銀トリフルオロメタンスルホン酸の使用量は、シリカゲルにリンカーを介してＨｇＣｌが固定化された化合物に対して、銀トリフルオロメタンスルホン酸を０.５〜１０当量、好ましくは、１〜２当量使用する。反応終了後、濾過、洗浄を行い、シリカゲルにリンカーを介して水銀トリフラート（ＨｇＯＴｆ）が固定化された化合物を得ることができる。
【００１７】
本発明の固定化触媒を用いて種々の反応を行うことができる。例えば前記非特許文献１の第７４５〜７５０頁に記載された反応に用いることができる。その反応とは例えば下記に示されるものである。
（１）アルキンの水和反応。例えば、アルキン化合物ｐｒｏｐ−２−ｙｎｙｌｂｅｎｚｅｎｅに固定化触媒を用いれば１−ｐｈｅｎｙｌｐｒｏｐａｎ−２−ｏｎｅを得ることができる。
【００１８】
【化１】
【００１９】
（２）エンイン化合物のアリールイン環化反応。例えば、エンイン化合物１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（ｏｃｔ−３−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅに固定化触媒を用いれば４−ｂｕｔｙｌ−５,７−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−１,２−ｄｉｈｙｄｒｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅを得ることができる。
【００２０】
【化２】
【００２１】
（３）インエンアリール化合物のタンデム環化反応。例えば、インエンアリール化合物（Ｅ）−１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（４−ｍｅｔｈｙｌｎｏｎ−３−ｅｎ−７−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅに固定化触媒を用いれば５,７−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−１,４ａ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−３,４,４ａ,９,１０,１０ａ−ｈｅｘａｈｙｄｒｏｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅを得ることができる。
【００２２】
【化３】
【００２３】
（４）ケトアルキン化合物のフラン環合成反応。例えば、ケトアルキン化合物１,４−ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｕｔ−３−ｙｎ−１−ｏｎｅに固定化触媒を用いれば２,５−ｄｉｐｈｅｎｙｌｆｕｒａｎを得ることができる。
【００２４】
【化４】
【００２５】
（５）アルキニルアニリン化合物のインドール環合成反応。例えば、アルキニルアニリン化合物Ｎ−（２−ｅｔｈｙｎｙｌｐｈｅｎｙｌ）−４−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅに固定化触媒を用いれば１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌｅを得ることができる。
【００２６】
【化５】
【００２７】
（６）アルキニルカルボン酸化合物のエキソメチレンラクトン合成反応。例えば、アルキニルカルボン酸化合物ｈｅｘ−５−ｙｎｏｉｃ ａｃｉｄに固定化触媒を用いれば６−ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−２Ｈ−ｐｙｒａｎ−２−ｏｎｅを得ることができる。
【００２８】
【化６】
【００２９】
（７）プロパルギルアセテート化合物のエノン化合物合成反応。例えば、プロパルギルアセテート化合物ｕｎｄｅｃ−３−ｙｎ−２−ｙｌ ａｃｅｔａｔｅに固定化触媒を用いれば（Ｅ）−ｕｎｄｅｃ−２−ｅｎ−４−ｏｎｅを得ることができる。
【００３０】
【化７】
【００３１】
アルキン化合物としては、エンイン化合物、インエンアリール化合物、ケトアルキン化合物、アルキニルアニリン化合物、アルキニルカルボン酸化合物、プロパルギルアセテート化合物等を挙げることができる。具体的には、ｐｒｏｐ−２−ｙｎｙｌｂｅｎｚｅｎｅ、１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（ｏｃｔ−３−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ、（Ｅ）−１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（４−ｍｅｔｈｙｌｎｏｎ−３−ｅｎ−７−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ、１,４−ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｕｔ−３−ｙｎ−１−ｏｎｅ、Ｎ−（２−ｅｔｈｙｎｙｌｐｈｅｎｙｌ）−４−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ、ｈｅｘ−５−ｙｎｏｉｃ ａｃｉｄ、ｕｎｄｅｃ−３−ｙｎ−２−ｙｌ ａｃｅｔａｔｅ等を挙げることができる。
【００３２】
上記アルキン化合物に代ってアリルアルコール化合物であっても同様の環化化合物を得ることができる。その反応は例えば下記に示されるものである。
【００３３】
（１）アリルアルコール化合物（Ｅ）−６−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌに固定化触媒を用いれば６,８−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−１−ｖｉｎｙｌ−１,２,３,４−ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅを得ることができる。
【００３４】
【化８】
【００３５】
（２）アリルアルコール化合物１−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｂｕｔ−３−ｅｎ−２−ｏｌに固定化触媒を用いれば５,７−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−１,４−ｄｉｈｙｄｒｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅを得ることができる。
【００３６】
【化９】
【００３７】
（３）アリルアルコール化合物（Ｅ）−６−（１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌ−２−ｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌに固定化触媒を用いれば９−ｔｏｓｙｌ−４−ｖｉｎｙｌ−２,３,４,９−ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅを得ることができる。
【００３８】
【化１０】
【００３９】
アリルアルコール化合物としては具体的には、（Ｅ）−６−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌ、１−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｂｕｔ−３−ｅｎ−２−ｏｌ、（Ｅ）−６−（１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌ−２−ｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌなどを挙げることができる。
【００４０】
本発明の固定化触媒を使用した反応の一例として、アルキン化合物の環化体化合物への製造方法を示すと、シリカゲルにリンカーを介して水銀トリフラート（ＨｇＯＴｆ）が固定化された化合物とアルキン化合物を溶媒中で反応させる方法を挙げることができる。溶媒としては、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒、ニトロメタン、ニトロエタンなどのニトロ系溶媒、ジクロロメタン、１,２−クロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素などの脂肪族ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素、又はこれら混合溶媒等を挙げることができる。反応温度は、−７８〜２００℃、好ましくは、０℃〜室温（２５℃）がよい。反応時間は、５分〜４８時間、好ましくは、１０分〜６時間がよい。反応終了後、濾過、洗浄を行い、環化体化合物を得ることができる。
【００４１】
本発明は、シリカゲルにリンカーを介して水銀トリフラート（ＨｇＯＴｆ）が固定化された化合物を固定化触媒として使用し、例えば、アルキン化合物を反応させ環化体化合物を得ることができる。水銀トリフラートを本発明の固定化触媒にすることにより、環境負荷物質の排出が少なく、リサイクル性を向上させることができる。また、驚くべきことに、通常触媒を固定化し、固定化触媒とすることにより、触媒活性が低下するが、本発明の固定化触媒は、触媒活性は低下せず、本来触媒が有する活性を発揮させることができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが何らこれらに限定されるものではない。
【００４３】
合成例１（シリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃの調製）
シリカゲル担体（シリカゲルＬＩＣＹＣＬＥ社，シリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ Ｒｅｖｅｒｓｅｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｉｌｉｃａ Ｇｅｌ， ２３０〜４００ｍｅｓｈ， ｌｏａｄｉｎｇ １.６２ｍｍｏｌ／ｇ）（２５０ｍｇ，４０５μｍｏｌ）とＨｇ（ＯＡｃ）２（１５５ｍｇ，４８６μｍｏｌ）を９９.５％酢酸中（２.７ｍＬ）で、マイクロウェーブ（ＣＥＭ社，Ｄｉｓｃｏｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ，ＭＯＤＥＬ Ｎｏ.９０８０１５）を１４０℃、１時間照射した。その後室温（２５℃）まで冷却し、濾紙を用いて反応液を取り除き、得られる残渣を１０％酢酸、水、メタノール、酢酸エチル、エーテルを順次用いて洗浄し、デシケーターにより乾燥してシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃ（２４８ｍｇ， ｌｏａｄｉｎｇ ０.２０ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。又、反応濾液及び、洗浄溶媒中の未反応Ｈｇ（ＯＡｃ）２を還元気化原子吸光光度法（ＮＩＰＰＯＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社， ＭＥＲＣＵＲＹ ＡＮＡＬＹＺＥＲ ＲＡ−２を使用）により定量（１３８ｍｇ）し、水銀担持率（ｌｏａｄｉｎｇ）０.２０ｍｍｏｌ／ｇを算出した。担体径は光学顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＩＸ７０）と、デジタルカメラ（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＤＰ７０）によって２０倍拡大写真を撮影し、解析ソフト（Ｍｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社，Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ ＰＬＡＳ）を用いて計１００個の担体数を測定し主担体径が５０〜８０μｍであることを確認した。
【００４４】
合成例２（シリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＣｌの調製）
合成例１で調製したシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃ（２４８ｍｇ， ｌｏａｄｉｎｇ ０.２０ｍｍｏｌ／ｇ）に飽和食塩水（２.７ｍＬ）を加えて、６０℃、１１時間撹拌した。室温（２５℃）まで冷却し濾紙を用いて反応液を取り除き、得られる残渣を水、メタノール、酢酸エチル、エーテルを順次用いて洗浄し、デシケーターにより乾燥してシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＣｌ（収量２３２ｍｇ）を得た。担体径は光学顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＩＸ７０）と、デジタルカメラ（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＤＰ７０）によって２０倍拡大写真を撮影し、解析ソフト（Ｍｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社，Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ ＰＬＡＳ）を用いて計１００個の担体数を測定し主担体径が６〜１５μｍであることを確認した。
【００４５】
実施例１（シリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆの調製）
合成例１で調製したシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃ（２５.０ｍｇ，５μｍｏｌ， ｌｏａｄｉｎｇ ０.２０ｍｍｏｌ／ｇ）に無水アセトニトリル（０.３ｍＬ）を加え、撹拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸（１.５０ｍｇ，１０μｍｏｌ，０.８８μＬ）を滴下し、室温（２５℃）、１０分撹拌した。濾紙を用いて反応液を取り除き、得られる残渣をアセトニトリル、ジクロロメタン、エーテルを順次用いて洗浄し、デシケーターにより乾燥してシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆ（収量２３.８ｍｇ）を得た。担体径は光学顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＩＸ７０）と、デジタルカメラ（ＯＬＹＭＰＵＳ社，ＤＰ７０）によって２０倍拡大写真を撮影し、解析ソフト（Ｍｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社，Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ ＰＬＡＳ）を用いて計１００個の担体数を測定し主担体径が５０〜８０μｍであることを確認した。
【００４６】
実施例２
乾燥した反応フラスコにシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃ（２５.０ｍｇ，５μｍｏｌ）と無水アセトニトリル（０.３ｍＬ）を加え、撹拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸（１.５０ｍｇ，１０μｍｏｌ）を滴下した。室温（２５℃）で１０分間撹拌した後、濾紙を用いて反応液を取り除き、アセトニトリル、ジクロロメタン及びエーテルを順次用いて残渣を洗浄しシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆを調製した。次いでシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆに溶媒として無水ジクロロメタン（１ｍＬ）とＮ−［２−（ｈｅｘ−１−ｙｎｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ］−４−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ（３２.７ｍｇ，１００μｍｏｌ）を順次加えて、室温（２５℃）で９０分間反応させた。その後、濾紙を用いて触媒を取り除き濾液を濃縮した。得られた残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル ５：１）で精製し環化体 ２−ｂｕｔｙｌ−１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌｅ（３２.５ｍｇ，９９％）を得た。
【００４７】
ＩＲ（ｎｅａｔ） ３０５１， ２９５８， ２９３０， ２８７１， １５９６， １４５４， １３７６， １２１８， １１７９ｃｍ−１．
１Ｈ ＮＭＲ（２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）
δ ０.９６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.４Ｈｚ）， １.４８（２Ｈ，ｍ）， １.７３（２Ｈ，ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝７.４Ｈｚ）， ２.３３（３Ｈ，ｓ）， ２.９８（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.４Ｈｚ）， ６.３８（１Ｈ，ｓ）， ７.１５−７.２９（４Ｈ，ｍ）， ７.４０（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝７.８Ｈｚ）， ７.６１（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝７.８Ｈｚ）， ８.１６（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝７.８，０.８Ｈｚ）．
【００４８】
１３Ｃ ＮＭＲ（５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３） ? １３.８８， ２１.４４， ２２.４３， ２８.６９， ３０.９５， １０８.５６， １１４.７８， １２０.００， １２３.４１， １２３.７１， １２６.１９， １２９.７１， １２９.８４， １３６.２２， １３７.１９， １４２.４９， １４４.５４．
ＭＳ（ＥＩ） ｍ／ｚ ３２７（Ｍ＋）．
ＨＲ−ＭＳ（ＥＩ） ｃａｌｃｄ ｆｏｒ Ｃ１９Ｈ２１ＮＯ２Ｓ （Ｍ＋） ３２７.１２９３， ｆｏｕｎｄ ３２７.１２８３．
【００４９】
実施例３
乾燥した反応フラスコにシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＡｃ（２０.０ｍｇ，４μｍｏｌ）に無水アセトニトリル（０.２４ｍＬ）を加え、撹拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸（１.２０ｍｇ，８μｍｏｌ）を滴下した。室温（２５℃）で１０分間撹拌した後、濾紙を用いて反応液を取り除き、アセトニトリル、ジクロロメタン、エーテルを順次用いて残渣を洗浄しシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆを調製した。次いでシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＯＴｆに溶媒として無水アセトニトリル（０.８ｍＬ）と１−（ｈｅｐｔ−２−ｙｎｙｌｏｘｙ）−３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｂｅｎｚｅｎｅ（１９.８ｍｇ，８０μｍｏｌ）を順次加えて、室温（２５℃）で９０分間反応させた。その後、濾紙を用いて触媒を取り除き、濾液を濃縮した。得られた残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル ７：１）で精製し環化体 ４−ｂｕｔｙｌ−５,７−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−２Ｈ−ｃｈｒｏｍｅｎｅ（１９.７ｍｇ，９９％）を得た。
【００５０】
ＩＲ（ｎｅａｔ） ２９５６， ２８５６， １２０１， １１５７， １１２８， ８１９ｃｍ−１.
１Ｈ ＮＭＲ（６００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）
δ ０.８８ （３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.１Ｈｚ）， １.２８−１.３８（４Ｈ，ｍ）， ２.５６（２Ｈ，ｄｔ，Ｊ＝１.１，７.１Ｈｚ）， ３.７７（３Ｈ，ｓ）， ３.７８（３Ｈ，ｓ）， ４.４６（２Ｈ，ｄｔ，Ｊ＝１.１，４.４Ｈｚ）， ５.４６（１Ｈ，ｔｔ，Ｊ＝１.１，４.４Ｈｚ）， ６.０９（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝２.５Ｈｚ）， ６.１３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝２.５Ｈｚ）．
【００５１】
１３Ｃ ＮＭＲ（１５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）
δ １４.００， ２２.５４， ３１.２０， ３４.５３， ５５.２６， ５５.２７， ６４.８８， ９２.８０， ９３.８８， １０７.１９， １１４.８６， １３６.１９， １５７.６６， １５７.８３， １６０.４１．
ＭＳ（ＥＩ） ｍ／ｚ ２４８（Ｍ＋）．
ＨＲ−ＭＳ（ＥＩ） ｃａｌｃｄ ｆｏｒ Ｃ１５Ｈ２０Ｏ３ （Ｍ＋） ２４８.１４１２， ｆｏｕｎｄ ２４８.１４１８．
【００５２】
実施例４
乾燥した反応フラスコにシリカゲル−Ｐｈｅｎｙｌ−ＨｇＣｌ（２５.１ｍｇ，５μｍｏｌ）と無水ジクロロメタン（０.３ｍＬ）を加え、撹拌しながら銀トリフルオロメタンスルホン酸塩（２.５７ｍｇ，１０μｍｏｌ）を加えた。室温（２５℃）で１０分間撹拌した後、Ｎ−［２−（ｈｅｘ−１−ｙｎｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ］−４−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ（３２.７ｍｇ，１００μｍｏｌ）を加えた。室温（２５℃）で２時間反応させ、炭酸水素ナトリウムの粉末を加え、固形物を濾紙を用いて取り除き濾液を濃縮した。得られた残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル ５：１）で精製し環化体 ２−ｂｕｔｙｌ−１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌｅ（３２.０ｍｇ，９８％）を得た。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固相担体にリンカーを介して水銀トリフラート触媒を固定化したことを特徴とする固定化触媒。
【請求項２】
リンカーがフェニル基である請求項１に記載の固定化触媒。
【請求項３】
固相担体にリンカーを介して、水銀トリフラートを固定化することを特徴とする水銀トリフラート固定化触媒の製造方法。
【請求項４】
アルキン化合物又はアリルアルコール化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とする環化体化合物の製造方法。
【請求項５】
アルキン化合物が１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（ｏｃｔ−３−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ、（Ｅ）−１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（４−ｍｅｔｈｙｌｎｏｎ−３−ｅｎ−７−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ、１,４−ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｕｔ−３−ｙｎ−１−ｏｎｅ、Ｎ−（２−ｅｔｈｙｎｙｌｐｈｅｎｙｌ）−４−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ、ｈｅｘ−５−ｙｎｏｉｃ ａｃｉｄである請求項４に記載の環化体化合物の製造方法。
【請求項６】
アリルアルコール化合物が（Ｅ）−６−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌ、１−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｂｕｔ−３−ｅｎ−２−ｏｌ、（Ｅ）−６−（１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌ−２−ｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌである請求項４に記載の環化体化合物の製造方法。
【請求項７】
アルキン化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とする水和化合物の製造方法。
【請求項８】
アルキン化合物がｐｒｏｐ−２−ｙｎｙｌｂｅｎｚｅｎｅである請求項７に記載の水和化合物の製造方法。
【請求項９】
アルキン化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とするエノン化合物の製造方法。
【請求項１０】
アルキン化合物がｕｎｄｅｃ−３−ｙｎ−２−ｙｌ ａｃｅｔａｔｅである請求項９に記載のエノン化合物の製造方法。
【請求項１】
固相担体にリンカーを介して水銀トリフラート触媒を固定化したことを特徴とする固定化触媒。
【請求項２】
リンカーがフェニル基である請求項１に記載の固定化触媒。
【請求項３】
固相担体にリンカーを介して、水銀トリフラートを固定化することを特徴とする水銀トリフラート固定化触媒の製造方法。
【請求項４】
アルキン化合物又はアリルアルコール化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とする環化体化合物の製造方法。
【請求項５】
アルキン化合物が１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（ｏｃｔ−３−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ、（Ｅ）−１,３−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−５−（４−ｍｅｔｈｙｌｎｏｎ−３−ｅｎ−７−ｙｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ、１,４−ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｕｔ−３−ｙｎ−１−ｏｎｅ、Ｎ−（２−ｅｔｈｙｎｙｌｐｈｅｎｙｌ）−４−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ、ｈｅｘ−５−ｙｎｏｉｃ ａｃｉｄである請求項４に記載の環化体化合物の製造方法。
【請求項６】
アリルアルコール化合物が（Ｅ）−６−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌ、１−（３,５−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｂｕｔ−３−ｅｎ−２−ｏｌ、（Ｅ）−６−（１−ｔｏｓｙｌ−１Ｈ−ｉｎｄｏｌ−２−ｙｌ）ｈｅｘ−２−ｅｎ−１−ｏｌである請求項４に記載の環化体化合物の製造方法。
【請求項７】
アルキン化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とする水和化合物の製造方法。
【請求項８】
アルキン化合物がｐｒｏｐ−２−ｙｎｙｌｂｅｎｚｅｎｅである請求項７に記載の水和化合物の製造方法。
【請求項９】
アルキン化合物と水銀トリフラート固定化触媒を接触させることを特徴とするエノン化合物の製造方法。
【請求項１０】
アルキン化合物がｕｎｄｅｃ−３−ｙｎ−２−ｙｌ ａｃｅｔａｔｅである請求項９に記載のエノン化合物の製造方法。
【公開番号】特開２００９−１４８７２０（Ｐ２００９−１４８７２０Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２９９４０（Ｐ２００７−３２９９４０）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（３０２０６０３０６）大塚化学株式会社 (88)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（３０２０６０３０６）大塚化学株式会社 (88)
【Ｆターム（参考）】
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