JP5300239B2 - Method for oxygenating organic substrates - Google Patents
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Description
本発明は、ルテニウム錯体を触媒として用いる有機系基質の酸素化方法に関する。 The present invention relates to a method for oxygenating an organic substrate using a ruthenium complex as a catalyst.
過酷化水素あるいは過酸のような活性酸素を酸素源として、有機系基質の触媒的酸化反応が研究されていた。例えば、相間移動触媒存在下、金属オキソ酸を別個の触媒として、過酸化水素を酸化剤として、シクロヘキセンをアジピン酸に酸化する反応が報告されている(非特許文献1)。 Catalytic oxidation reactions of organic substrates have been studied using active oxygen such as harsh hydrogen or peracid as an oxygen source. For example, a reaction that oxidizes cyclohexene to adipic acid using a metal oxoacid as a separate catalyst, hydrogen peroxide as an oxidizing agent, and adipic acid in the presence of a phase transfer catalyst has been reported (Non-patent Document 1).
そこで、過酸化水素などではなく、水を酸素源として、水溶液中で金属−オキソ錯体が酸化活性種となって、炭化水素及びアルコール類の触媒的酸化反応を進行させることが検討された。具体的には、金属ポルフィリン類を用いた有機系基質の酸素化反応が研究された(非特許文献2)。しかし、高原子価金属オキソポルフィリンを使用する有機系基質の触媒的酸素化反応は、これまで活性酸素種(例えば、PhIO、過酸化水素、および過酸)を使用する酸素化に限られており、これらの酸素化反応は、高原子価金属オキソ種を生成することを必要とする。 Thus, it has been studied that metal-oxo complexes become oxidation active species in an aqueous solution using water as an oxygen source instead of hydrogen peroxide and the like to advance the catalytic oxidation reaction of hydrocarbons and alcohols. Specifically, the oxygenation reaction of organic substrates using metal porphyrins was studied (Non-patent Document 2). However, the catalytic oxygenation reaction of organic substrates using high-valent metal oxoporphyrins has so far been limited to oxygenation using active oxygen species (eg, PhIO, hydrogen peroxide, and peracid). These oxygenation reactions require the production of high valent metal oxo species.
また、水を酸素源としたマンガンポルフィリンによる有機系基質の触媒的酸素化反応も公開されている(特許文献1)。生体内では酸素分子を還元的に活性化することにより、チトクロムP450酵素を用いて有機系基質の酸素化が行われている。この酵素反応活性は、高原子価金属ポルフィリン錯体であることがわかっている。この高原子価金属ポルフィリンオキソ錯体は金属ポルフィリンと過酸化水素あるいは過酸のような活性酸素との反応で得られることもわかっている。
本発明は、水を酸素源とする有機系基質の触媒的酸素化反応を開発することを目的とする。 An object of the present invention is to develop a catalytic oxygenation reaction of an organic substrate using water as an oxygen source.
本発明者は、鋭意研究を行った結果、一電子酸化剤である[Ce(NO3)6]2−イオン錯塩を用い、電子移動反応によりルテニウム−オキソ錯体を生成させ、有機系基質の酸素化反応が進行することを見出した。水が酸素源となり高選択的にカルボニル化合物が生成することを見いだした。As a result of intensive studies, the present inventor has produced a ruthenium-oxo complex by an electron transfer reaction using [Ce (NO 3 ) 6 ] 2- ion complex salt, which is a one-electron oxidant, and oxygen of an organic substrate. It was found that the chemical reaction proceeds. It was found that water is an oxygen source and carbonyl compounds are produced with high selectivity.
本発明によれば、以下の物質及び方法が提供される。 According to the present invention, Ru is provided the following materials and methods.
(1) 水溶液中(ただし、5重量%以下の水溶性有機溶媒が含まれていてもよい。)で、ビスアクアトリス[(2−ピリジルメチル)アミン]ルテニウム(II)錯塩(ただし、各々の(2−ピリジルメチル)アミン配位子中の2−ピリジル基は、同一又は異なって、1から3の置換基で置換されていてもよい。)、及び、[Ru(bpy)3]3+、(ただし、bpyは、置換されていてもよい2,2‘−ビピリジンであり、ビピリジン配位子中の何れのピリジル基は、同一又は異なって、1から3の置換基で置換されていてもよい。)又は、[Fe(bpy)3]3+(ただし、bpyは、前記の意味である。)を用いて、有機系基質を酸素化させること
を特徴とする、有機系基質の酸素化方法。
( 1 ) In an aqueous solution (however, 5% by weight or less of a water-soluble organic solvent may be contained) , a bisquatris [(2-pyridylmethyl) amine] ruthenium (II) complex salt (however, each The 2-pyridyl groups in the (2-pyridylmethyl) amine ligand may be the same or different and may be substituted with 1 to 3 substituents), and [ Ru (bpy) 3 ] 3+ , (However, bpy is 2,2′-bipyridine which may be substituted, and any pyridyl group in the bipyridine ligand may be the same or different and may be substituted with 1 to 3 substituents. Or oxygenating the organic substrate using [Fe (bpy) 3 ] 3+ (where bpy has the above meaning), and oxygenating the organic substrate .
(2)前記有機系基質が、
1〜3個の置換基で置換されていてもよいC4〜C10不飽和炭素環、
1〜3個の置換基で置換されていてもよいベンゼン、又は、
炭素数2〜8の第1級アルコール
である(1)に記載の有機系基質の酸素化方法。
(2) said organic substrate,
Optionally substituted with 1-3
Benzene optionally substituted with 1 to 3 substituents, or
The method for oxygenating an organic substrate according to ( 1 ), which is a primary alcohol having 2 to 8 carbon atoms.
(3)前記有機系基質が、
C4〜C8シクロアルケンであって、酸素化されて得られる化合物がジカルボン酸であり、
1〜3個の置換基で置換されているベンゼン誘導体であって、酸素化されて得られる化合物がアルデヒド又はケトンで置換されているベンゼン誘導体であり、
炭素数3〜6の第1級アルコールであって、酸素化されて得られる化合物がカルボン酸である
(1)または(2)に記載の有機系基質の酸素化方法。
(3) the organic substrate is
C 4 -C 8 cycloalkene, the compound obtained by oxygenation is a dicarboxylic acid,
A benzene derivative substituted with 1 to 3 substituents, wherein the compound obtained by oxygenation is substituted with an aldehyde or a ketone,
A primary alcohol having 3 to 6 carbon atoms and obtained by oxygenation is a carboxylic acid
The method for oxygenating an organic substrate according to (1) or (2) .
(6) 水溶液中(ただし、5重量%以下の水溶性有機溶媒が含まれていてもよい。)で、ビスアクアトリス[(2−ピリジルメチル)アミン]ルテニウム(II)錯塩(ただし、各々の(2−ピリジルメチル)アミン配位子中の2−ピリジル基は、同一又は異なって、1から3の置換基で置換されていてもよい。)、及び、飽和カロメル電極に対する酸化還元電位(SCE)が0.75〜1.2Vである一電子酸化剤であって、pH0〜2.5で安定である一電子酸化剤を用いて、pH0〜2.5の条件で、有機系基質を酸素化させることを特徴とする、有機系基質の酸素化方法。(NH4)2[Ce(NO3)6]の電位(SCE)は1.0Vであり、[Ru(bpy)3]3+(ただし、bpyは、2,2‘−ビピリジンである)の電位(SCE)は1.1Vであり、[Fe(bpy)3]3+(ただし、bpyは、2,2‘−ビピリジンである)の電位(SCE)は0.81Vである。(6) Bisquatris [(2-pyridylmethyl) amine] ruthenium (II) complex salt (provided that each of the water-soluble organic solvents may contain 5% by weight or less) The 2-pyridyl groups in the (2-pyridylmethyl) amine ligand may be the same or different and may be substituted with 1 to 3 substituents), and the redox potential (SCE) relative to the saturated calomel electrode. ) Is a one-electron oxidant having a pH of 0.75 to 1.2 V and is stable at a pH of 0 to 2.5, and the organic substrate is oxygenated under the conditions of
本発明によれば、これまで酸素源として用いられてきた過酸化水素あるいは過酸のような活性酸素の代わりに安価かつ安全な水を用いて有機系基質の触媒的酸素化ができるようになった。本発明は、従来の技術に比べてコストおよび安全性の面ではるかに優れている。また、本発明によれば、高い選択性をもって、有機化合物中の様々な官能基を酸素化することができる。 According to the present invention, it is possible to perform catalytic oxygenation of an organic substrate using cheap and safe water instead of active oxygen such as hydrogen peroxide or peracid which has been used as an oxygen source. It was. The present invention is far superior in terms of cost and safety compared to the prior art. Moreover, according to the present invention, various functional groups in an organic compound can be oxygenated with high selectivity.
本発明の好ましい実施態様においては、水溶液中、ルテニウム錯体を触媒として一電子酸化剤による有機系基質の酸素化を行なう。生成物はMSおよび1H−NMRにより同定することができ、カルボニル化合物を効率良く得ることができる。本発明の方法における酸素化反応では水が酸素源として進行している。このことは、重水、即ち、D2Oを用い、生成物にDで標識された生成物をMSで確認した。一電子酸化剤としては、セリウム(IV)が中心金属であるセリウム錯体、例えば、[Ce(NO3)6]2−、[Ru(bpy)3]3+(ただし、bpyは、置換されていてもよい2,2‘−ビピリジンであり、ビピリジン配位子中の何れのピリジル基は、同一又は異なって、1から3の置換基で置換されていてもよい。)又は、[Fe(bpy)3]3+が用いられる。In a preferred embodiment of the present invention, an organic substrate is oxygenated with a one-electron oxidizing agent in an aqueous solution using a ruthenium complex as a catalyst. The product can be identified by MS and 1 H-NMR, and the carbonyl compound can be obtained efficiently. In the oxygenation reaction in the method of the present invention, water proceeds as an oxygen source. This was confirmed by MS with heavy water, ie D 2 O, and the product labeled with D on the product. One-electron oxidizing agents include cerium complexes in which cerium (IV) is the central metal, for example, [Ce (NO 3 ) 6 ] 2− , [Ru (bpy) 3 ] 3+ (where bpy is substituted 2,2′-bipyridine, and any pyridyl group in the bipyridine ligand may be the same or different and may be substituted with 1 to 3 substituents) or [Fe (bpy) 3 ] 3+ is used.
本発明の実施態様において、ルテニウム錯体として、ビスアクアトリス[(2−ピリジルメチル)アミンルテニウム(II)錯塩(ただし、各々の(2−ピリジルメチル)アミン配位子中の2−ピリジル基は、同一又は異なって、1から3の置換基で置換されていてもよい。)を用いた。 In an embodiment of the present invention, as a ruthenium complex, a bisaquatris [(2-pyridylmethyl) amine ruthenium (II) complex salt (wherein the 2-pyridyl group in each (2-pyridylmethyl) amine ligand is The same or different and may be substituted with 1 to 3 substituents).
図1に、このルテニウム錯体の化学構造式を示す。式中、Rは、同一又は異なって、1から3の置換基である。これらの置換基は、メタ又はパラ位に位置する。置換基は、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ、シアノ、ニトロ、カルボキシ、C1−6アルキル、C2−6アルケニル、C2−6アルキニル、C1−10アルコキシ、−NR1R2(R1及びR2は、同一又は異なって、水素原子、C1−6アルキル、C2−6アルケニル、C2−6アルキニルである)、−S(O)mC1−6アルキル(ここでmは0〜2から選択される整数である)、C1−6アルキルカルボニル、C2−6アルケニルカルボニル、C2−6アルキニルカルボニル、C1−6アルコキシカルボニルから選択される。これらの置換基の炭化水素部分(hydrocarbon moiety)の炭素原子は、1以上のハロゲン原子またはヒドロキシにより置換されていてもよい。FIG. 1 shows the chemical structural formula of this ruthenium complex. In the formula, R is the same or different and is 1 to 3 substituents. These substituents are located in the meta or para position. Substituents are hydrogen atom, halogen atom, hydroxy, cyano, nitro, carboxy, C 1-6 alkyl, C 2-6 alkenyl, C 2-6 alkynyl, C 1-10 alkoxy, —NR 1 R 2 (R 1 And R 2 are the same or different and are a hydrogen atom, C 1-6 alkyl, C 2-6 alkenyl, C 2-6 alkynyl), —S (O) m C 1-6 alkyl (where m is Is an integer selected from 0 to 2), C 1-6 alkylcarbonyl, C 2-6 alkenylcarbonyl, C 2-6 alkynylcarbonyl, C 1-6 alkoxycarbonyl. The carbon atom of the hydrocarbon moiety of these substituents may be substituted with one or more halogen atoms or hydroxy.
図2に、上記ルテニウム錯体の合成方法を示す。二核錯体は、Inorg.Chem.1998、37、4076に合成方法が記載されている。二核錯体は、溶媒中でその溶媒に溶解する銀塩を反応させる。溶媒は、典型的には、水であるが、水と水溶性有機溶媒との混合溶媒を用いてもよい。例えば、水が90重量%以上であり、水溶性有機溶媒が10重量%以下である。水溶性銀塩としては、例えば、AgPF6、AgClO4、AgNO3などが挙げられる。この反応は、典型的には、リフラックスさせて進行させる。例えば、70〜120℃で反応させる。反応が終了後に、水に不溶性のAgClが沈殿する。FIG. 2 shows a method for synthesizing the ruthenium complex. Binuclear complexes are described in Inorg. Chem. 1998, 37, 4076 describes the synthesis method. The binuclear complex reacts with a silver salt dissolved in the solvent in a solvent. The solvent is typically water, but a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent may be used. For example, water is 90% by weight or more, and the water-soluble organic solvent is 10% by weight or less. Examples of the water-soluble silver salt include AgPF 6 , AgClO 4 , AgNO 3 and the like. This reaction typically proceeds by refluxing. For example, the reaction is performed at 70 to 120 ° C. After the reaction is complete, water-insoluble AgCl precipitates.
図3に、上記ルテニウム錯体であって、Rが全て水素原子である場合の1H−NMRスペクトルを示す。FIG. 3 shows a 1 H-NMR spectrum in the case of the ruthenium complex, in which all Rs are hydrogen atoms.
ルテニウム錯体を触媒として一電子酸化剤であるセリウム(IV)が中心金属であるセリウム錯体、例えば、[Ce(NO3)6]2−による有機系基質の酸素化を行なう。この反応において、触媒活性種は、図4に示される錯体と考えられる。この触媒活性種では、二つのアクア配位子の一方がオキソ配位子に変換されている。An organic substrate is oxygenated with a ruthenium complex as a catalyst and a cerium complex in which cerium (IV) as a one-electron oxidant is a central metal, for example, [Ce (NO 3 ) 6 ] 2− . In this reaction, the catalytically active species is considered to be the complex shown in FIG. In this catalytically active species, one of the two aqua ligands is converted to an oxo ligand.
また、セリウム錯体でなくても、[Ru(bpy)3]3+(ただし、bpyは、置換されていてもよい2,2‘−ビピリジンであり、ビピリジン配位子中の何れのピリジル基は、同一又は異なって、1から3の置換基で置換されていてもよい。)、又は、[Fe(bpy)3]3+であっても、同様に反応が進行する。Even if it is not a cerium complex, [Ru (bpy) 3 ] 3+ (where bpy is an optionally substituted 2,2′-bipyridine, and any pyridyl group in the bipyridine ligand is The reaction proceeds in the same manner even if they are the same or different and may be substituted with 1 to 3 substituents) or [Fe (bpy) 3 ] 3+ .
ピリジル基の置換基は、3位、4位又は5位に位置することが好ましい。置換基は、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ、シアノ、ニトロ、カルボキシ、C1−6アルキル、C2−6アルケニル、C2−6アルキニル、C1−10アルコキシ、−NR1R2(R1及びR2は、同一又は異なって、水素原子、C1−6アルキル、C2−6アルケニル、C2−6アルキニルである)、−S(O)mC1−6アルキル(ここでmは0〜2から選択される整数である)、C1−6アルキルカルボニル、C2−6アルケニルカルボニル、C2−6アルキニルカルボニル、C1−6アルコキシカルボニルから選択される。これらの置換基の炭化水素部分(hydrocarbon moiety)の炭素原子は、1以上のハロゲン原子またはヒドロキシにより置換されていてもよい。The substituent of the pyridyl group is preferably located at the 3-position, 4-position or 5-position. Substituents are hydrogen atom, halogen atom, hydroxy, cyano, nitro, carboxy, C 1-6 alkyl, C 2-6 alkenyl, C 2-6 alkynyl, C 1-10 alkoxy, —NR 1 R 2 (R 1 And R 2 are the same or different and are a hydrogen atom, C 1-6 alkyl, C 2-6 alkenyl, C 2-6 alkynyl), —S (O) m C 1-6 alkyl (where m is Is an integer selected from 0 to 2), C 1-6 alkylcarbonyl, C 2-6 alkenylcarbonyl, C 2-6 alkynylcarbonyl, C 1-6 alkoxycarbonyl. The carbon atom of the hydrocarbon moiety of these substituents may be substituted with one or more halogen atoms or hydroxy.
本発明の一実施態様において、水溶液中で、ビスアクアトリス[(2−ピリジルメチル)アミン]ルテニウム(II)錯塩(ただし、各々の(2−ピリジルメチル)アミン配位子中の2−ピリジル基は、同一又は異なって、1から3の置換基で置換されていてもよい。)及びセリウム(IV)が中心金属であるセリウム錯体を用いて、有機系基質を酸素化させる。 In one embodiment of the present invention, a bisquatris [(2-pyridylmethyl) amine] ruthenium (II) complex salt (wherein the 2-pyridyl group in each (2-pyridylmethyl) amine ligand) in an aqueous solution. May be the same or different and may be substituted with 1 to 3 substituents.) And an oxygenated organic substrate using a cerium complex wherein cerium (IV) is the central metal.
水溶液には、微量の水溶性有機溶媒が含まれていてもよいが、典型的には、有機溶媒が含まれていないことが好ましい。有機溶媒が含まれていない方が、環境に優しいからである。 The aqueous solution may contain a trace amount of a water-soluble organic solvent, but typically it is preferable that no organic solvent is contained. This is because the one that does not contain an organic solvent is environmentally friendly.
10〜120℃で反応させることが好ましく、10〜80℃で反応させることが更に好ましい。圧力は、約1気圧であることが好ましい。ただし、0.1〜10気圧で反応させてもよい。本発明は、室温でも反応が進行することが特徴である。 It is preferable to make it react at 10-120 degreeC, and it is still more preferable to make it react at 10-80 degreeC. The pressure is preferably about 1 atmosphere. However, you may make it react at 0.1-10 atmospheres. The present invention is characterized in that the reaction proceeds even at room temperature.
1マイクロモルのビスアクアトリス[(2−ピリジルメチル)アミン]ルテニウム(II)錯塩、即ち、ルテニウム触媒に対して、例えば、10マイクロモル〜1モルの基質を用いることができ、100マイクロモル〜0.1モルの基質を用いることもできる。 For example, 10 μmol to 1 mol of substrate can be used with respect to 1 μmol of bis-aquatris [(2-pyridylmethyl) amine] ruthenium (II) complex salt, that is, ruthenium catalyst. A 0.1 molar substrate can also be used.
1ミリモルの基質に対して、2ミリモル〜3ミリモルの一電子酸化剤を用いることができ、2ミリモル〜2.5ミリモルの一電子酸化剤を用いることができる。また、ルテニウム触媒に対して、モルを基準として、4〜1000倍の一電子酸化剤を用いることができ、100倍以上の有機系基質を用いることができ、1000倍以上の有機系基質を用いることもできる。 For 1 mmol substrate, 2 to 3 mmol one-electron oxidant can be used, and 2 to 2.5 mmol one-electron oxidant can be used. Also, with respect to the ruthenium catalyst, one to one electron oxidant can be used 4 to 1000 times based on mole, 100 times or more organic substrate can be used, and 1000 times or more organic substrate is used. You can also.
有機系基質は、1〜3個の置換基で置換されていてもよいC4〜C10不飽和炭素環であってもよく、例えば、C4〜C8シクロアルケンが酸素化され、ジカルボン酸が得られる。置換基は、例えば、C1〜C6炭化水素基である。置換基は、二重結合のアルファ位以外に位置することが好ましい。アルファ位に置換基が位置するときには、触媒の活性中心、即ち、ルテニウム金属に基質が接近しずらくなり、触媒反応を阻害するからである。The organic substrate may be a C 4 to C 10 unsaturated carbocycle optionally substituted with 1 to 3 substituents, for example, a C 4 to C 8 cycloalkene is oxygenated to form a dicarboxylic acid Is obtained. The substituent is, for example, a C 1 to C 6 hydrocarbon group. The substituent is preferably located at a position other than the alpha position of the double bond. This is because when the substituent is located at the alpha position, the substrate becomes difficult to approach the active center of the catalyst, that is, the ruthenium metal, thereby inhibiting the catalytic reaction.
有機系基質は、1〜3個の置換基で置換されていてもよいベンゼンであり、例えば、1〜3個の置換基で置換されているベンゼン誘導体が酸素化され、アルデヒド又はケトンで置換されているベンゼン誘導体が得られる。特に、パラ位が、例えば、−SO3M1(M1は、Na,Kなどのアルカリ金属を意味する。)で置換されていてもよい。The organic substrate is benzene optionally substituted with 1 to 3 substituents. For example, a benzene derivative substituted with 1 to 3 substituents is oxygenated and substituted with an aldehyde or a ketone. Benzene derivatives are obtained. In particular, the para position may be substituted with, for example, —SO 3 M 1 (M 1 means an alkali metal such as Na or K).
有機系基質は、フェニル基又はナフチル基で置換されていてもよい炭素数2〜8の第1級アルコールであり、フェニル基又はナフチル基で置換されていてもよい炭素数3〜6の第1級アルコールが酸素化され、対応するカルボン酸が得られる。 The organic substrate is a primary alcohol having 2 to 8 carbon atoms which may be substituted with a phenyl group or a naphthyl group, and a first one having 3 to 6 carbon atoms which may be substituted with a phenyl group or a naphthyl group. The secondary alcohol is oxygenated to give the corresponding carboxylic acid.
実施例1
[RuCl(TPA)]2(PF6)2(式中、TPAは、2−ピリジルメチルアミンを意味する)、即ち、クロロトリス[(2−ピリジルメチル)アミン]ルテニウム(II)錯体は、コジマ等、Inorg.Chem.1998,37,4076に記載されている方法で合成した。
[RuCl(TPA)]2(PF6)2を水溶液中で、6時間、リフラックスさせ、[Ru(TPA)(OH2)2]2(PF6)2を得た(収率59%)。生成物は1H−NMR、吸収スペクトル、元素分析を用いて同定を行った。Example 1
[RuCl (TPA)] 2 (PF 6 ) 2 (wherein TPA means 2-pyridylmethylamine), that is, chlorotris [(2-pyridylmethyl) amine] ruthenium (II) complex is cojima, etc. Inorg. Chem. It was synthesized by the method described in 1998, 37, 4076.
[RuCl (TPA)] 2 (PF 6 ) 2 was refluxed in an aqueous solution for 6 hours to obtain [Ru (TPA) (OH 2 ) 2 ] 2 (PF 6 ) 2 (yield 59%). . The product was identified using 1 H-NMR, absorption spectrum, and elemental analysis.
元素分析計算値:C,29.32;H,2.96;N,7.72。実測値:C,29.40;H,3.29;N,7.62。Calculated elemental analysis: C, 29.32; H, 2.96; N, 7.72. Found: C, 29.40; H, 3.29; N, 7.62.
実施例2
実施例2−1
水又は重水3ml、有機系基質としてシクロヘキセン(0.5mmol、1.7×10−1M)、(NH4)2[Ce(NO3)6](本明細書では、適宜、CANという)(1mmol、3.3×10−1M)、[Ru(TPA)(OH2)2](PF6)2(5μmol、1.7×10−3M)を室温にて、1時間、攪拌した。ヘキサン二酸、即ち、アジピン酸が得られた。Example 2
Example 2-1
3 ml of water or heavy water, cyclohexene (0.5 mmol, 1.7 × 10 −1 M), (NH 4 ) 2 [Ce (NO 3 ) 6 ] (referred to as CAN in this specification as appropriate) ( 1 mmol, 3.3 × 10 −1 M), [Ru (TPA) (OH 2 ) 2 ] (PF 6 ) 2 (5 μmol, 1.7 × 10 −3 M) were stirred at room temperature for 1 hour. . Hexanedioic acid, ie adipic acid, was obtained.
あるいは、水又は重水、有機系基質としてシクロヘキセン(1.0×10−1M)、(NH4)2[Ce(NO3)6](9.0×10−1M)、[Ru(TPA)(OH2)2](PF6)2(1.0×10−3M)を室温にて、1時間、攪拌した。アジピン酸が得られた。Alternatively, water or heavy water, cyclohexene (1.0 × 10 −1 M), (NH 4 ) 2 [Ce (NO 3 ) 6 ] (9.0 × 10 −1 M), [Ru (TPA) as an organic substrate ) (OH 2 ) 2 ] (PF 6 ) 2 (1.0 × 10 −3 M) was stirred at room temperature for 1 hour. Adipic acid was obtained.
実施例2−2
水又は重水、有機系基質としてシクロオクテン(1.0×10−1M)、(NH4)2[Ce(NO3)6](9.0×10−1M)、[Ru(TPA)(OH2)2](PF6)2(1.0×10−3M)を60℃にて、4.5時間攪拌し、オクタン二酸が得られた。Example 2-2
Water or heavy water, cyclooctene (1.0 × 10 −1 M), (NH 4 ) 2 [Ce (NO 3 ) 6 ] (9.0 × 10 −1 M), [Ru (TPA) as organic substrate (OH 2 ) 2 ] (PF 6 ) 2 (1.0 × 10 −3 M) was stirred at 60 ° C. for 4.5 hours to obtain octanedioic acid.
実施例2−3
水又は重水、有機系基質としてビニルベンゼンスルホン酸ナトリウム(1.0×10−1M)、(NH4)2[Ce(NO3)6](8.0×10−1M)、[Ru(TPA)(OH2)2](PF6)2(1.0×10−3M)を室温にて、1時間、攪拌した。パラスルフォナトベンズアルデヒドが得られた。Example 2-3
Water or heavy water, sodium vinylbenzenesulfonate (1.0 × 10 −1 M), (NH 4 ) 2 [Ce (NO 3 ) 6 ] (8.0 × 10 −1 M), [Ru as an organic substrate (TPA) (OH 2 ) 2 ] (PF 6 ) 2 (1.0 × 10 −3 M) was stirred at room temperature for 1 hour. Parasulfonatobenzaldehyde was obtained.
実施例2−4
水又は重水、有機系基質としてヒドロキシメチルベンゼン(1.0×10−1M)、(NH4)2[Ce(NO3)6](3.0×10−1M)、[Ru(TPA)(OH2)2](PF6)2(1.0×10−3M)を室温にて、1時間、攪拌した。パラスルフォナトベンズアルデヒドが得られた。Example 2-4
Water or heavy water, hydroxymethylbenzene (1.0 × 10 −1 M), (NH 4 ) 2 [Ce (NO 3 ) 6 ] (3.0 × 10 −1 M), [Ru (TPA) as an organic substrate ) (OH 2 ) 2 ] (PF 6 ) 2 (1.0 × 10 −3 M) was stirred at room temperature for 1 hour. Parasulfonatobenzaldehyde was obtained.
実施例2−5
水又は重水、有機系基質として1−プロパノール(1.0×10−1M)、(NH4)2[Ce(NO3)6](6.0×10−1M)、[Ru(TPA)(OH2)2](PF6)2(1.0×10−3M)を室温にて、1時間、攪拌した。プロピオン酸が得られた。Example 2-5
Water or heavy water, 1-propanol (1.0 × 10 −1 M), (NH 4 ) 2 [Ce (NO 3 ) 6 ] (6.0 × 10 −1 M), [Ru (TPA) as an organic substrate ) (OH 2 ) 2 ] (PF 6 ) 2 (1.0 × 10 −3 M) was stirred at room temperature for 1 hour. Propionic acid was obtained.
実施例2−6
水又は重水、有機系基質として、パラスルフォナトエチルベンゼン、即ち、エチルベンゼンスルホン酸ナトリウム(1.0×10−1M)、(NH4)2[Ce(NO3)6](6.0×10−1M)、[Ru(TPA)(OH2)2](PF6)2(1.0×10−3M)を室温にて、1時間、攪拌した。パラスルフォナトアセトフェノンが得られた。Example 2-6
As water or heavy water, an organic substrate, parasulfonatoethylbenzene, that is, sodium ethylbenzenesulfonate (1.0 × 10 −1 M), (NH 4 ) 2 [Ce (NO 3 ) 6 ] (6.0 × 10 −1 M), [Ru (TPA) (OH 2 ) 2 ] (PF 6 ) 2 (1.0 × 10 −3 M) was stirred at room temperature for 1 hour. Parasulfonatoacetophenone was obtained.
実施例3
ルテニウム触媒の耐久性について、実験した。[Ru(TPA)(OH2)2](PF6)2(5.0×10−4M)、シクロヘキセン(0.1M)、(NH4)2[Ce(NO3)6](1.2x10−2M)の水溶液を室温にて攪拌した。115分経過後、及び、165分経過後、(NH4)2[Ce(NO3)6]を初期と同量、添加した。Example 3
The durability of the ruthenium catalyst was tested. [Ru (TPA) (OH 2 ) 2 ] (PF 6 ) 2 (5.0 × 10 −4 M), cyclohexene (0.1 M), (NH 4 ) 2 [Ce (NO 3 ) 6 ] (1. An aqueous solution of 2 × 10 −2 M) was stirred at room temperature. After 115 minutes and 165 minutes, (NH 4 ) 2 [Ce (NO 3 ) 6 ] was added in the same amount as the initial stage.
実施例4
(NH4)2[Ce(NO3)6]の代わりに、[Ru(bpy)3]3+(ただし、bpyは、2,2‘−ビピリジンである)を用いた。ビニルベンゼンスルホン酸ナトリウムが酸素化され、パラスルフォナトベンズアルデヒドが得られた(収率100%)。Example 4
Instead of (NH 4 ) 2 [Ce (NO 3 ) 6 ], [Ru (bpy) 3 ] 3+ (where bpy is 2,2′-bipyridine) was used. Sodium vinylbenzenesulfonate was oxygenated to obtain parasulfonatobenzaldehyde (yield 100%).
実施例5
(NH4)2[Ce(NO3)6]の代わりに、[Fe(bpy)3]3+(ただし、bpyは、2,2‘−ビピリジンである)を用いた。パラスルフォナトエチルベンゼン、即ち、エチルベンゼンスルホン酸ナトリウムが酸素化され、パラスルフォナトアセトフェノンが得られた。Example 5
Instead of (NH 4 ) 2 [Ce (NO 3 ) 6 ], [Fe (bpy) 3 ] 3+ (where bpy is 2,2′-bipyridine) was used. Parasulfonatoethylbenzene, that is, sodium ethylbenzenesulfonate was oxygenated to obtain parasulfonatoacetophenone.
上述したとおり、本発明の酸素化反応は、水を電子源とする全く新しいタイプの酸素化反応であり、同位体の導入も容易になり、応用価値が非常に高いものである。 As described above, the oxygenation reaction of the present invention is a completely new type of oxygenation reaction using water as an electron source, isotope can be easily introduced, and has a very high application value.
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。 As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.
Claims (3)
ビスアクアトリス[(2−ピリジルメチル)アミン]ルテニウム(II)錯塩(ただし、各々の(2−ピリジルメチル)アミン配位子中の2−ピリジル基は、同一又は異なって、1から3の置換基で置換されていてもよい。)、及び、
[Ru(bpy)3]3+、(ただし、bpyは、置換されていてもよい2,2’−ビピリジンであり、ビピリジン配位子中の何れのピリジル基は、同一又は異なって、1から3の置換基で置換されていてもよい。)又は、[Fe(bpy)3]3+(ただし、bpyは、前記の意味である。)を用いて、
有機系基質を酸素化させることを特徴とする、有機系基質の酸素化方法。 In an aqueous solution (however, 5% by weight or less of a water-soluble organic solvent may be contained)
Bisquatris [(2-pyridylmethyl) amine] ruthenium (II) complex salt (wherein the 2-pyridyl group in each (2-pyridylmethyl) amine ligand is the same or different and has 1 to 3 substitutions) Optionally substituted with a group), and
[ Ru (bpy) 3] 3+ , where bpy is an optionally substituted 2,2′-bipyridine, and any pyridyl group in the bipyridine ligand is the same or different and is 1 to 3 Or [Fe (bpy) 3 ] 3+ (where bpy is as defined above),
A method for oxygenating an organic substrate, characterized by oxygenating an organic substrate.
1〜3個の置換基で置換されていてもよいC4〜C10不飽和炭素環、
1〜3個の置換基で置換されていてもよいベンゼン、又は、
フェニル基又はナフチル基で置換されていてもよい炭素数2〜8の第1級アルコールである請求項1に記載の有機系基質の酸素化方法。 The organic substrate is
Optionally substituted with 1-3 substituents C 4 -C 10 unsaturated carbocyclic ring,
Benzene optionally substituted with 1 to 3 substituents, or
The method for oxygenating an organic substrate according to claim 1 , which is a primary alcohol having 2 to 8 carbon atoms which may be substituted with a phenyl group or a naphthyl group.
C4〜C8シクロアルケンであって、酸素化されて得られる化合物がジカルボン酸であり、
1〜3個の置換基で置換されているベンゼン誘導体であって、酸素化されて得られる化合物がアルデヒド又はケトンで置換されているベンゼン誘導体であり、
フェニル基又はナフチル基で置換されていてもよい炭素数3〜6の第1級アルコールであって、酸素化されて得られる化合物がカルボン酸である
請求項1または請求項2に記載の有機系基質の酸素化方法。 The organic substrate is
C 4 -C 8 cycloalkene, the compound obtained by oxygenation is a dicarboxylic acid,
A benzene derivative substituted with 1 to 3 substituents, wherein the compound obtained by oxygenation is substituted with an aldehyde or a ketone,
The organic system according to claim 1 or 2 , wherein the primary alcohol having 3 to 6 carbon atoms which may be substituted with a phenyl group or a naphthyl group, and the compound obtained by oxygenation is a carboxylic acid. Substrate oxygenation method.
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