JP5544415B2 - 高分子担持ホウ素触媒及びこの触媒を用いたマイケル付加反応生成物の製法 - Google Patents
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Description
この発明は、高分子担持ホウ素触媒を用いたマイケル付加反応により炭素−炭素付加生成物を製造する方法に関する。
α，β−不飽和カルボニル化合物に求核剤を付加させるマイケル付加反応は、炭素−炭素結合反応として様々な物質の合成に利用されている。
本願発明のように固定化されていないホウ素試薬を触媒として用いてマイケル付加反応を行なうことができることが報告されているが（非特許文献１）、副反応が起きやすい、触媒の回収や再使用ができないなどの欠点がある。
一方、ホウ素を高分子等に固定化した合成反応用触媒は、触媒を回収及び再使用することができるため望ましいが、その調製は一般に困難が伴う（非特許文献２）。
本発明者らは既に、アルドール反応用高分子固定化ホウ素触媒を開発している（特許文献１）。
また、本発明者らは、高分子に金クラスターを担持させた高分子担持金クラスター触媒が酸化反応用等に有効であることを報告している（特許文献２等）。
本願発明のように固定化されていないホウ素試薬を触媒として用いてマイケル付加反応を行なうことができることが報告されているが（非特許文献１）、副反応が起きやすい、触媒の回収や再使用ができないなどの欠点がある。
一方、ホウ素を高分子等に固定化した合成反応用触媒は、触媒を回収及び再使用することができるため望ましいが、その調製は一般に困難が伴う（非特許文献２）。
本発明者らは既に、アルドール反応用高分子固定化ホウ素触媒を開発している（特許文献１）。
また、本発明者らは、高分子に金クラスターを担持させた高分子担持金クラスター触媒が酸化反応用等に有効であることを報告している（特許文献２等）。
J. Org. Chem. 2007, 72, 8127
Coor. Chem. Rev. 2006, 250, 1107
本願発明は、マイケル付加反応へ応用することのできるホウ素を高分子に固定化した高分子担持ホウ素触媒及びこの高分子担持ホウ素触媒を用いてマイケル付加反応により炭素−炭素付加生成物を製造する方法を提供することを目的とする。
本発明者らは新規に高分子担持ホウ素触媒を開発し、液相で、この高分子担持ホウ素触媒の存在下で、求核剤と特定のビニル化合物とを反応させると、炭素−炭素付加生成物が生成することを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、液相で、高分子担持ホウ素触媒の存在下で、
（ａ）ＣＨ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ（式中、Ｒ１は、それぞれ独立して、ＣＯＲ７、ＣＯＯＲ８、−ＮＯ２又は−ＣＮを表し（式中、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ、炭化水素基を表す。）、Ｒ２は、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、ｍは１又は２を表す。）で表される求核剤と、
（ｂ）ＣＲ３Ｒ４＝Ｃ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ（式中、Ｒ５は、それぞれ独立して、ＣＯＲ９、ＣＯＯＲ１０、−ＮＯ２又は−ＣＮを表し（式中、Ｒ９及びＲ１０は、それぞれ、炭化水素基を表す。）を表し、Ｒ３、Ｒ４及びＲ６は、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、ｎは１又は２を表す。）で表されるビニル化合物とから、マイケル付加反応により、
Ｃ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ−ＣＲ３Ｒ４−ＣＨ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ
（式中、Ｒ１〜Ｒ６、ｍ、ｎは上記と同様を表す。）で表される付加生成物を製造する方法であって、該高分子担持ホウ素触媒が、ＸＢＨ４（式中、Ｘは、アルカリ金属又は４級アンモニウムイオンを表す。）で表されるホウ素化合物を水酸基を有するスチレン系高分子に担持させて成る、マイケル付加反応生成物の製法である。
即ち、本発明は、液相で、高分子担持ホウ素触媒の存在下で、
（ａ）ＣＨ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ（式中、Ｒ１は、それぞれ独立して、ＣＯＲ７、ＣＯＯＲ８、−ＮＯ２又は−ＣＮを表し（式中、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ、炭化水素基を表す。）、Ｒ２は、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、ｍは１又は２を表す。）で表される求核剤と、
（ｂ）ＣＲ３Ｒ４＝Ｃ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ（式中、Ｒ５は、それぞれ独立して、ＣＯＲ９、ＣＯＯＲ１０、−ＮＯ２又は−ＣＮを表し（式中、Ｒ９及びＲ１０は、それぞれ、炭化水素基を表す。）を表し、Ｒ３、Ｒ４及びＲ６は、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、ｎは１又は２を表す。）で表されるビニル化合物とから、マイケル付加反応により、
Ｃ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ−ＣＲ３Ｒ４−ＣＨ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ
（式中、Ｒ１〜Ｒ６、ｍ、ｎは上記と同様を表す。）で表される付加生成物を製造する方法であって、該高分子担持ホウ素触媒が、ＸＢＨ４（式中、Ｘは、アルカリ金属又は４級アンモニウムイオンを表す。）で表されるホウ素化合物を水酸基を有するスチレン系高分子に担持させて成る、マイケル付加反応生成物の製法である。
また本発明は、ＸＢＨ４（式中、Ｘは、アルカリ金属又は４級アンモニウムイオンを表す。）で表されるホウ素化合物を下式（化１）
（式中、ｘ、ｙ及びｚは構成モノマーのモル比を表し、（ｘ＋ｙ＋ｚ）に対してｙは０〜６０％、ｚは１０〜６０％、ｘは０であってもよい残部を表し、ｏは０〜５の整数、ｐは０〜６の整数を表す。）で表されるスチレン系高分子に担持させて成るマイケル付加反応用高分子担持ホウ素触媒である。
本発明で用いる高分子担持ホウ素触媒は、ＸＢＨ４で表されるホウ素化合物をスチレン系高分子に担持させて成る。
式中、Ｘは、アルカリ金属イオン又は４級アンモニウムイオンを表す。アルカリ金属としてはＮａ又はＫが挙げられる。４級アンモニウムイオンとしてはＮ（Ｒａ）４ ＋（式中、Ｒａは、ぞれぞれ独立して、アルキル基、好ましくは炭素数が１〜６のアルキル基を表す。）が挙げられる。
本願発明の触媒は更に、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｒｈ，Ｆｅの金属を含有してもよい。これらの金属は、触媒調整時に、１価２価３価又は４価の金属化合物などの前駆体として加えられる。このような金属化合物として、酢酸パラジウム、ハロゲン化金、ハロゲン化金のトリフェニルホスフィン錯体、ソジウムヘキサクロロ白金、パラシメンジクロロルテニウムダイマー、塩化コバルト、ビストリフェニルホスフィンジクロロニッケル、酢酸銅、塩化鉄が挙げられる。ハロゲン化金のトリフェニルホスフィン錯体として、ＡｕＣｌ（ＰＰｈ３）が挙げられる
このホウ素化合物等をスチレン系高分子に担持させる方法としては、特に限定されないが、適当な溶媒中でこれらを混合することにより行うことができる。
溶媒としては、ジグライム、ＴＨＦ、ＤＭＥ、ＤＣＭ等が挙げられる。
温度は０〜５０℃程度である。
式中、Ｘは、アルカリ金属イオン又は４級アンモニウムイオンを表す。アルカリ金属としてはＮａ又はＫが挙げられる。４級アンモニウムイオンとしてはＮ（Ｒａ）４ ＋（式中、Ｒａは、ぞれぞれ独立して、アルキル基、好ましくは炭素数が１〜６のアルキル基を表す。）が挙げられる。
本願発明の触媒は更に、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｒｈ，Ｆｅの金属を含有してもよい。これらの金属は、触媒調整時に、１価２価３価又は４価の金属化合物などの前駆体として加えられる。このような金属化合物として、酢酸パラジウム、ハロゲン化金、ハロゲン化金のトリフェニルホスフィン錯体、ソジウムヘキサクロロ白金、パラシメンジクロロルテニウムダイマー、塩化コバルト、ビストリフェニルホスフィンジクロロニッケル、酢酸銅、塩化鉄が挙げられる。ハロゲン化金のトリフェニルホスフィン錯体として、ＡｕＣｌ（ＰＰｈ３）が挙げられる
このホウ素化合物等をスチレン系高分子に担持させる方法としては、特に限定されないが、適当な溶媒中でこれらを混合することにより行うことができる。
溶媒としては、ジグライム、ＴＨＦ、ＤＭＥ、ＤＣＭ等が挙げられる。
温度は０〜５０℃程度である。
本発明で用いるスチレン系高分子はスチレンモノマーをベースとした高分子であり、水酸基を必須に有する。このスチレン系高分子は、その主鎖又はベンゼン環に水酸基を有する親水性側鎖を有するものが好ましい。
また、このスチレン系高分子は、更にエポキシ基などの架橋性官能基を有していてもよい。このエポキシ基などの架橋性官能基もまた、スチレン系高分子の主鎖又はベンゼン環上の親水性側鎖に結合したものでもよい。
親水性側鎖の主鎖としては、比較的短いアルキル基、例えば、炭素数が１〜６程度のアルキレン基であってもよいが、ポリオキシアルキレン鎖でもよい。ポリオキシアルキレン鎖としては、−ＣＨ２（ＯＣ２Ｈ４）４−や−ＣＯ（ＯＣ２Ｈ４）４−等が挙げられる。
また、このスチレン系高分子は、更にエポキシ基などの架橋性官能基を有していてもよい。このエポキシ基などの架橋性官能基もまた、スチレン系高分子の主鎖又はベンゼン環上の親水性側鎖に結合したものでもよい。
親水性側鎖の主鎖としては、比較的短いアルキル基、例えば、炭素数が１〜６程度のアルキレン基であってもよいが、ポリオキシアルキレン鎖でもよい。ポリオキシアルキレン鎖としては、−ＣＨ２（ＯＣ２Ｈ４）４−や−ＣＯ（ＯＣ２Ｈ４）４−等が挙げられる。
このようなスチレン系高分子として、例えば、下式（化２）
（式中、Ｘａはアルキレン基又はエーテル結合を含むアルキレン基を表す。）又は下式（化３）
（式中、Ｘｂはアルキレン基又はエーテル結合を含むアルキレン基を表す。）で表される構造を有するモノマーを全モノマー中に１０〜６０％含む。
このスチレン系高分子は、更に任意に、下式（化４）
（式中、Ｘｃはアルキレン基又はエーテル結合を含むアルキレン基を表す。）又は下式（化５）
（式中、Ｘｄはアルキレン基又はエーテル結合を含むアルキレン基を表す。）で表される構造を有するモノマーを全モノマー中に０〜６０％含み、かつこれらの合計が１００％以下となるように含んでもよい。
これらの合計が１００％未満の場合には残部としてスチレンモノマーを含んでもよい。これらモノマー混合物を共重合してスチレン系高分子を得ることができる。
これらの合計が１００％未満の場合には残部としてスチレンモノマーを含んでもよい。これらモノマー混合物を共重合してスチレン系高分子を得ることができる。
本発明で用いるスチレン系高分子として、下記の高分子が挙げられる。
式中、ｘ、ｙ及びｚは構成モノマーのモル比を表し、（ｘ＋ｙ＋ｚ）に対して、ｙは０〜６０％、好ましくは１０〜５０％、ｚは１０〜６０％、好ましくは２０〜５０％であり、ただし、ｙ＋ｚは１００％以下である。ｘは０であってもよい残部である。ｏは０〜５の整数、ｐは０〜６の整数を表す。
この触媒に、更にケッチェンブラックを含有させてもよい。ケッチェンブラックは導電性カーボンブラックで、性能の優秀さ、品質の安定性で優れている。プラスチック・ゴムなどに混練りすることで、従来のカーボンブラックに比べ少量の添加量で同等の導電性を付与することと併せて高い評価を得ている活性炭であり、またケッチェンブラックは他のカーボンブラックと異なり、中空シェル状の構造を持っているため、特異的な性能を発揮する活性炭である。
このケッチェンブラックは上記高分子内に分散しホウ素等の金属の担体として機能すると考えられ、触媒活性を更に高める効果を有している（後記の実施例参照）。
このケッチェンブラックは触媒（又は高分子）に対して好ましくは３０〜１０００重量％、より好ましくは５０〜２００重量％加える。
このケッチェンブラックは上記高分子内に分散しホウ素等の金属の担体として機能すると考えられ、触媒活性を更に高める効果を有している（後記の実施例参照）。
このケッチェンブラックは触媒（又は高分子）に対して好ましくは３０〜１０００重量％、より好ましくは５０〜２００重量％加える。
ホウ素化合物を担持した高分子は、エポキシ基などの架橋性官能基を含む場合、架橋することができる。特に、水酸基とエポキシ基を含む場合にはこれらが反応するので好ましい。
架橋することによりホウ素化合物は安定化すると共に種々の溶剤に対して不溶化し、担持したホウ素化合物の漏れを防止することができる。
架橋反応により、ホウ素化合物を担持した高分子鎖同士を結合させることや、架橋基を有する材料など適当な担体に結合させることもできる。
架橋反応は、加熱や紫外線照射、好ましくは加熱により架橋性官能基を反応させることにより行う。架橋反応は、これらの方法以外にも、使用する直鎖型有機高分子化合物を架橋するための従来公知の方法である、例えば架橋剤を用いる方法、過酸化物やアゾ化合物等のラジカル重合触媒を用いる方法、酸又は塩基を添加して加熱する方法、例えばカルボジイミド類のような脱水縮合剤と適当な架橋剤を組み合わせて反応させる方法等に準じても行うことができる。
架橋性官能基を加熱により架橋させる際の温度は、通常50〜200℃、好ましくは70〜180℃、より好ましくは100〜170℃である。
加熱架橋反応させる際の反応時間は、通常0.1〜100時間、好ましくは1〜50時間、より好ましくは2〜10時間である。
架橋することによりホウ素化合物は安定化すると共に種々の溶剤に対して不溶化し、担持したホウ素化合物の漏れを防止することができる。
架橋反応により、ホウ素化合物を担持した高分子鎖同士を結合させることや、架橋基を有する材料など適当な担体に結合させることもできる。
架橋反応は、加熱や紫外線照射、好ましくは加熱により架橋性官能基を反応させることにより行う。架橋反応は、これらの方法以外にも、使用する直鎖型有機高分子化合物を架橋するための従来公知の方法である、例えば架橋剤を用いる方法、過酸化物やアゾ化合物等のラジカル重合触媒を用いる方法、酸又は塩基を添加して加熱する方法、例えばカルボジイミド類のような脱水縮合剤と適当な架橋剤を組み合わせて反応させる方法等に準じても行うことができる。
架橋性官能基を加熱により架橋させる際の温度は、通常50〜200℃、好ましくは70〜180℃、より好ましくは100〜170℃である。
加熱架橋反応させる際の反応時間は、通常0.1〜100時間、好ましくは1〜50時間、より好ましくは2〜10時間である。
本発明においては、液相で、この高分子担持ホウ素触媒の存在下で、求核剤と特定のビニル化合物とを反応させる。
本願発明で用いる求核剤は、炭素が一つの水素原子を有し、かつ少なくとも一つの電子求引性基（Ｒ１）を有することが必須の条件である。
即ち、この求核剤は次式で表される。
（ａ）ＣＨ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ
Ｒ１は、電子求引性基である。この電子求引性基としては如何なる基を用いることもできるが、例えば、それぞれ独立して、好ましくは同じであって、ＣＯＲ７、ＣＯＯＲ８、−ＮＯ２又は−ＣＮである。
Ｒ７及びＲ８は特に制限は無く、それぞれ、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。この炭化水素にも特に制限は無いが、例えば、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アラルキル基が挙げられる。置換基にも特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、上記の電子求引性基などが挙げられる。
一方、Ｒ２には特に制限は無く、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。この炭化水素にも特に制限は無いが、例えば、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アラルキル基が挙げられる。置換基にも特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、上記の電子求引性基などが挙げられる。 ｍは１又は２、好ましくは２を表す。
ｍが２の場合には、各Ｒ１は異なってもよい。
またｍが１の場合には、２つのＲ２はそれぞれが結合する炭素原子と共に脂肪族の５〜７員環を形成してもよい。
本願発明で用いる求核剤は、炭素が一つの水素原子を有し、かつ少なくとも一つの電子求引性基（Ｒ１）を有することが必須の条件である。
即ち、この求核剤は次式で表される。
（ａ）ＣＨ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ
Ｒ１は、電子求引性基である。この電子求引性基としては如何なる基を用いることもできるが、例えば、それぞれ独立して、好ましくは同じであって、ＣＯＲ７、ＣＯＯＲ８、−ＮＯ２又は−ＣＮである。
Ｒ７及びＲ８は特に制限は無く、それぞれ、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。この炭化水素にも特に制限は無いが、例えば、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アラルキル基が挙げられる。置換基にも特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、上記の電子求引性基などが挙げられる。
一方、Ｒ２には特に制限は無く、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。この炭化水素にも特に制限は無いが、例えば、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アラルキル基が挙げられる。置換基にも特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、上記の電子求引性基などが挙げられる。 ｍは１又は２、好ましくは２を表す。
ｍが２の場合には、各Ｒ１は異なってもよい。
またｍが１の場合には、２つのＲ２はそれぞれが結合する炭素原子と共に脂肪族の５〜７員環を形成してもよい。
もう一方の反応基質であるビニル化合物は求電子剤としての役割があるため、ビニル基の一端に少なくとも一つの電子求引性基（Ｒ５）を有し、次式で表される。
（ｂ）ＣＲ３Ｒ４＝Ｃ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ
Ｒ５は、電子求引性基である。この電子求引性基としては如何なる基を用いることもできるが、例えば、それぞれ独立して、ＣＯＲ９、ＣＯＯＲ１０、−ＮＯ２又は−ＣＮ、好ましくはＣＯＲ９である。
Ｒ９及びＲ１０は特に制限は無く、それぞれ、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。この炭化水素にも特に制限は無いが、例えば、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アラルキル基が挙げられる。置換基にも特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、上記の電子求引性基などが挙げられる。
一方、Ｒ３、Ｒ４及びＲ６には特に制限は無く、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。この炭化水素にも特に制限は無いが、例えば、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アラルキル基が挙げられる。置換基にも特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、上記の電子求引性基などが挙げられる。
ｎは１又は２、好ましくは１を表す。
（ｂ）ＣＲ３Ｒ４＝Ｃ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ
Ｒ５は、電子求引性基である。この電子求引性基としては如何なる基を用いることもできるが、例えば、それぞれ独立して、ＣＯＲ９、ＣＯＯＲ１０、−ＮＯ２又は−ＣＮ、好ましくはＣＯＲ９である。
Ｒ９及びＲ１０は特に制限は無く、それぞれ、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。この炭化水素にも特に制限は無いが、例えば、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アラルキル基が挙げられる。置換基にも特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、上記の電子求引性基などが挙げられる。
一方、Ｒ３、Ｒ４及びＲ６には特に制限は無く、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。この炭化水素にも特に制限は無いが、例えば、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アラルキル基が挙げられる。置換基にも特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、上記の電子求引性基などが挙げられる。
ｎは１又は２、好ましくは１を表す。
また上記（ｂ）ビニル化合物の代わりに下記（ｂ’）ビニル化合物を用いてもよい。
（ｂ’）ＣＲ３Ｒ４＝Ｃ（Ｒ１１）ｎ（Ｒ６）２−ｎ
Ｒ１１はＣＨ（ＯＨ）Ｒ９を表す。
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ６及びＲ９は、上記と同様に定義される。
このような水酸基を有するビニル化合物は、上記（ｂ）ビニル化合物（Ｒ５がＣＯＲ９である場合）の前駆体と考えられる。この水酸基を有する（ｂ’）ビニル化合物から１段階でマイケル反応付加生成物を合成するほうが、水酸基を有する（ｂ’）ビニル化合物から一旦（ｂ）ビニル化合物を合成して、この（ｂ）ビニル化合物からマイケル反応付加生成物を合成する２段階の合成方法に比べて、効率的であり、収率も高い（後記の実施例参照）。
（ｂ’）ＣＲ３Ｒ４＝Ｃ（Ｒ１１）ｎ（Ｒ６）２−ｎ
Ｒ１１はＣＨ（ＯＨ）Ｒ９を表す。
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ６及びＲ９は、上記と同様に定義される。
このような水酸基を有するビニル化合物は、上記（ｂ）ビニル化合物（Ｒ５がＣＯＲ９である場合）の前駆体と考えられる。この水酸基を有する（ｂ’）ビニル化合物から１段階でマイケル反応付加生成物を合成するほうが、水酸基を有する（ｂ’）ビニル化合物から一旦（ｂ）ビニル化合物を合成して、この（ｂ）ビニル化合物からマイケル反応付加生成物を合成する２段階の合成方法に比べて、効率的であり、収率も高い（後記の実施例参照）。
この反応は液相で行なわれる。
反応溶媒として、ジクロロメタン、アセトニトリル、ＴＨＦ、トルエン、ジグライム、ジメチルエチレングリコール、ジオキサン、ＨＭＰＡなどを用いることができる。
基質の濃度は、通常0.05〜5 mmol/ml、好ましくは0.1〜2 mmol/mlである。
触媒の基質に対する当量は、通常0.1〜10 mol%、好ましくは1〜5 mol%である。
またこの反応温度は、室温で行なうことができるが、0〜100℃の範囲であってもよい。
反応時間は、0.3〜72時間である。
反応溶媒として、ジクロロメタン、アセトニトリル、ＴＨＦ、トルエン、ジグライム、ジメチルエチレングリコール、ジオキサン、ＨＭＰＡなどを用いることができる。
基質の濃度は、通常0.05〜5 mmol/ml、好ましくは0.1〜2 mmol/mlである。
触媒の基質に対する当量は、通常0.1〜10 mol%、好ましくは1〜5 mol%である。
またこの反応温度は、室温で行なうことができるが、0〜100℃の範囲であってもよい。
反応時間は、0.3〜72時間である。
その結果、次式で表される付加生成物が合成される。
Ｃ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ−ＣＲ３Ｒ４−ＣＨ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ
（式中、Ｒ１〜Ｒ６は上記と同様を表す。）
なお、Ｒ２が水素原子の場合には、（Ｒ１）ｍの電子求引性の程度によって、更に反応が進んで、次式で表される付加生成物が合成される場合がある。
Ｃ（Ｒ１）ｍ（Ｈ）３−ｍ−ｏ−（ＣＲ３Ｒ４−ＣＨ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ）１＋ｏ
（式中、Ｒ１〜Ｒ６、ｍ、ｎは上記と同様を表す。ｏは１以上かつ３−ｍ以下である。）
Ｃ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ−ＣＲ３Ｒ４−ＣＨ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ
（式中、Ｒ１〜Ｒ６は上記と同様を表す。）
なお、Ｒ２が水素原子の場合には、（Ｒ１）ｍの電子求引性の程度によって、更に反応が進んで、次式で表される付加生成物が合成される場合がある。
Ｃ（Ｒ１）ｍ（Ｈ）３−ｍ−ｏ−（ＣＲ３Ｒ４−ＣＨ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ）１＋ｏ
（式中、Ｒ１〜Ｒ６、ｍ、ｎは上記と同様を表す。ｏは１以上かつ３−ｍ以下である。）
以下、実施例にて本発明を例証するが本発明を限定することを意図するものではない。
1H NMRと13C NMRは JEOL JNM-ECX-400, JNM-ECX-500又は、JNM-ECX-600を使用し CDCl3 を溶媒とし、テトラメチルシラン(δ=0、1H NMR)又はCDCl3(δ=77.0、13C NMR)を内部標準物質として測定した。高分解能質量分析 (HR-ESIMS) はBRUKER DALTONICS BioTOF II mass spectrometer 及び JEOL JMS-T100TD AccuTOF TLCにて測定した。ガスクロマトグラフィー分析は Shimadzu GC-2010 apparatusにて測定した。ICP分析はShimadzu ICPS-7510にて測定した。カラムクロマトグラフィーには Silica gel 60 (Merck) を調整用薄層クロマトグラフィーにはWakogel B-5F(和光純薬工業（株）)を使用した。溶媒は定法に従い蒸留したものを使用した。ICPのサンプルは10-20 mgを硫酸(東京化成工業株式会社)及び硝酸(東京化成工業株式会社)の混合液中で、200℃で3時間加熱し、室温に戻してから王水を加えることで調整した。
1H NMRと13C NMRは JEOL JNM-ECX-400, JNM-ECX-500又は、JNM-ECX-600を使用し CDCl3 を溶媒とし、テトラメチルシラン(δ=0、1H NMR)又はCDCl3(δ=77.0、13C NMR)を内部標準物質として測定した。高分解能質量分析 (HR-ESIMS) はBRUKER DALTONICS BioTOF II mass spectrometer 及び JEOL JMS-T100TD AccuTOF TLCにて測定した。ガスクロマトグラフィー分析は Shimadzu GC-2010 apparatusにて測定した。ICP分析はShimadzu ICPS-7510にて測定した。カラムクロマトグラフィーには Silica gel 60 (Merck) を調整用薄層クロマトグラフィーにはWakogel B-5F(和光純薬工業（株）)を使用した。溶媒は定法に従い蒸留したものを使用した。ICPのサンプルは10-20 mgを硫酸(東京化成工業株式会社)及び硝酸(東京化成工業株式会社)の混合液中で、200℃で3時間加熱し、室温に戻してから王水を加えることで調整した。
製造例１
150 mLのTHFにソジウムハイドライド（60% in mineral oil、5.2g）を加え、0℃にてその反応液にテトラエチレングリコール（25.4 g、131 mmol）を加えた。室温で１時間撹拌した後 1-クロロメチル-4-ビニルベンゼン(13.3 g、87.1 mmol）を加え、さらに１２時間撹拌を続けた。0℃に冷却しジエチルエーテルを加え、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、反応を停止した。水相をエーテルで抽出した後、併せた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を減圧下留去した。得られた残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、2-(2-(2-(2-(4-vinylbenzyloxy)ethoxy)ethoxy)ethoxy)ethanolを得た（20.6 g、66.2 mmol、76%）。
1H NMR (CDCl3) δ 2.55-2.59 (m, 1H), 3.59-3.73 (m, 16H), 4.55 (s, 2H), 5.25 (d, 1H, J = 6.4 Hz), 5.53 (d, 1H, J = 18 Hz), 6.71 (dd, 1H, J = 11.0, 17.9 Hz), 7.22-7.27 (m, 3H), 7.31-7.39 (m, 2H); 13C NMR δ 61.8, 69.5, 70.5, 70.69, 70.74, 72.6, 73.0, 113.8, 126.3, 128.0, 136.0, 137.1, 138.0.
150 mLのTHFにソジウムハイドライド（60% in mineral oil、5.2g）を加え、0℃にてその反応液にテトラエチレングリコール（25.4 g、131 mmol）を加えた。室温で１時間撹拌した後 1-クロロメチル-4-ビニルベンゼン(13.3 g、87.1 mmol）を加え、さらに１２時間撹拌を続けた。0℃に冷却しジエチルエーテルを加え、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、反応を停止した。水相をエーテルで抽出した後、併せた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を減圧下留去した。得られた残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、2-(2-(2-(2-(4-vinylbenzyloxy)ethoxy)ethoxy)ethoxy)ethanolを得た（20.6 g、66.2 mmol、76%）。
1H NMR (CDCl3) δ 2.55-2.59 (m, 1H), 3.59-3.73 (m, 16H), 4.55 (s, 2H), 5.25 (d, 1H, J = 6.4 Hz), 5.53 (d, 1H, J = 18 Hz), 6.71 (dd, 1H, J = 11.0, 17.9 Hz), 7.22-7.27 (m, 3H), 7.31-7.39 (m, 2H); 13C NMR δ 61.8, 69.5, 70.5, 70.69, 70.74, 72.6, 73.0, 113.8, 126.3, 128.0, 136.0, 137.1, 138.0.
製造例２
スチレン（2.6g、25mmol）、４−ビニルベンジルグリシジルエーテル（国際公開WO2005/085307に記載の方法に従って合成したもの）（4.75g、25mmol）、製造例１で得た2-(2-(2-(2-(4-vinylbenzyloxy)ethoxy)ethoxy)ethoxy)ethanol（7.67g、25mmol）、及び重合開始剤（和光純薬工業社製V-70、308mg、1mmol）をクロロホルム（１５ｍｌ）に溶解させ、脱気操作後アルゴン中で室温、７２時間攪拌した。反応液を室温まで冷却した後、ＴＨＦ１００ｍｌを加えた反応液をジエチルエーテル１ｌ中に室温にてゆっくりと滴下し、得られた沈殿物を濾過分取した後、ジエチルエーテルにて十分に洗浄した。その後、室温にて減圧乾燥させ透明ガム状固体として下式のスチレン系高分子（高分子1）（8.98g、x:y:z=29:35:36）を得た。コポリマーのモノマー成分の比は1H-NMRにより決定した。
スチレン（2.6g、25mmol）、４−ビニルベンジルグリシジルエーテル（国際公開WO2005/085307に記載の方法に従って合成したもの）（4.75g、25mmol）、製造例１で得た2-(2-(2-(2-(4-vinylbenzyloxy)ethoxy)ethoxy)ethoxy)ethanol（7.67g、25mmol）、及び重合開始剤（和光純薬工業社製V-70、308mg、1mmol）をクロロホルム（１５ｍｌ）に溶解させ、脱気操作後アルゴン中で室温、７２時間攪拌した。反応液を室温まで冷却した後、ＴＨＦ１００ｍｌを加えた反応液をジエチルエーテル１ｌ中に室温にてゆっくりと滴下し、得られた沈殿物を濾過分取した後、ジエチルエーテルにて十分に洗浄した。その後、室温にて減圧乾燥させ透明ガム状固体として下式のスチレン系高分子（高分子1）（8.98g、x:y:z=29:35:36）を得た。コポリマーのモノマー成分の比は1H-NMRにより決定した。
実施例１
製造例２で得た高分子１（0.8695 g）をジグライム(12 mL, 和光純薬工業（株）)に溶解させ、ジグライム（4 mL、和光純薬工業（株））に溶解させたNaBH4(57.0 mg、和光純薬工業（株）)を加えた後、室温で四時間攪拌した。そののちジエチルエーテル（40 mL、和光純薬工業（株））を滴下した。ボロン固定化ポリマーをジエチルエーテル(20 mL)で３回洗浄し、室温で乾燥させた。乾燥させた固体を150℃で６時間無溶媒条件で加熱した。架橋したポリマーをジクロロメタン(20 mL、和光純薬工業（株）)、水(20 mL)で洗浄し、乳鉢と乳棒にて粉砕し170℃無溶媒条件で６時間加熱した。このようにして淡黄色固体(784.9 mg、B loading 0.909 mmol/g)を得た。このようにして得た触媒を以下「PI-B」という。
製造例２で得た高分子１（0.8695 g）をジグライム(12 mL, 和光純薬工業（株）)に溶解させ、ジグライム（4 mL、和光純薬工業（株））に溶解させたNaBH4(57.0 mg、和光純薬工業（株）)を加えた後、室温で四時間攪拌した。そののちジエチルエーテル（40 mL、和光純薬工業（株））を滴下した。ボロン固定化ポリマーをジエチルエーテル(20 mL)で３回洗浄し、室温で乾燥させた。乾燥させた固体を150℃で６時間無溶媒条件で加熱した。架橋したポリマーをジクロロメタン(20 mL、和光純薬工業（株）)、水(20 mL)で洗浄し、乳鉢と乳棒にて粉砕し170℃無溶媒条件で６時間加熱した。このようにして淡黄色固体(784.9 mg、B loading 0.909 mmol/g)を得た。このようにして得た触媒を以下「PI-B」という。
実施例２
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
Ethyl benzoylacetate (87.0μL、0.502 mmol,東京化成)、3-ブテン-2-オン(61.0μL、0.752 mmol、東京化成)、PI-B (0.9009 mmol/g、0.050 mmol、10.0 mol%)、と ジクロロメタン(0.5 mL、東京化成) をスクリューキャップバイアルにいれ、室温で18-20 時間攪拌した。PI-Bを濾過にて除去し、ジクロロメタンで触媒を洗浄し、濾液と混合した。濾液の溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー (EtOAc:hexane = 1:4) で精製しマイケル付加生成物 (125.0 mg、0.477 mmol、95%) を透明なオイルとして得た。以下生成物（Ethyl 2-benzoyl-5-oxohexanoate.）の分析結果を示す。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ8.00-7.91 (m, 2H), 7.53-7.50 (m, 1H), 7.43-7.40 (m, 2H), 4.37 (dd, J = 6.3, 6.2 Hz, 1H), 4.10-4.04 (m, 2H), 2.58-2.47 (m, 2H), 2.21-2.10 (m, 2H), 2.06 (s, 3H), 1.09 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ207.8, 195.2, 169.7, 135.8, 133.6, 128.7, 128.6, 61.3, 52.5, 40.4, 29.9, 22.6 13.9.
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ8.00-7.91 (m, 2H), 7.53-7.50 (m, 1H), 7.43-7.40 (m, 2H), 4.37 (dd, J = 6.3, 6.2 Hz, 1H), 4.10-4.04 (m, 2H), 2.58-2.47 (m, 2H), 2.21-2.10 (m, 2H), 2.06 (s, 3H), 1.09 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ207.8, 195.2, 169.7, 135.8, 133.6, 128.7, 128.6, 61.3, 52.5, 40.4, 29.9, 22.6 13.9.
実施例３
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
2,4-ペンタンジオン(51.0μL、0.497 mmol、東京化成)、3-ブテン-2-オン(61.0μL、0.752 mmol、東京化成)、PI-B (0.9009 mmol/g、0.050 mmol、10.0 mol%)、とジクロロメタン(0.5 mL、東京化成)をスクリューキャップバイアルにいれ、室温で18-20 時間攪拌した。PI-Bを濾過にて除去し、ジクロロメタンで触媒を洗浄し、濾液と混合した。濾液の溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー (EtOAc:hexane = 2:3) で精製しマイケル付加生成物(68.2 mg、0.401 mmol、81%)を透明なオイルとして得た。以下生成物（3-Acetylhepta-2,6-dione）の分析結果を示す。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ3.62 (t, J = 6.8 Hz, 1H), 2.38 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.13 (s, 6H), 2.07 (s, 3H), 2.01 (q, J = 6.8 Hz, 2H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ207.4, 204.1, 66.7, 40.4, 30.0, 29.9, 21.3.
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ3.62 (t, J = 6.8 Hz, 1H), 2.38 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.13 (s, 6H), 2.07 (s, 3H), 2.01 (q, J = 6.8 Hz, 2H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ207.4, 204.1, 66.7, 40.4, 30.0, 29.9, 21.3.
実施例４
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
Ethyl 2-oxocyclopentanecaboxylate (76.0μL、0.487 mmol、東京化成)、3-ブテン-2-オン(59.0μL、0.727 mmol、東京化成)、PI-B (0.9009 mmol/g、0.050 mmol、10.0 mol%)、とジクロロメタン(0.5 mL、東京化成) をスクリューキャップバイアルにいれ、室温で18-20 時間攪拌した。PI-Bを濾過にて除去し、ジクロロメタンで触媒を洗浄し、濾液と混合した。濾液の溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー (EtOAc:hexane = 1:4) で精製しマイケル付加生成物(117.0 mg、0.517 mmol、99%)を透明なオイルとして得た。以下生成物（Ethyl 2-oxo-1-(3-oxobutyl) cyclopentane carboxylate）の分析結果を示す。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ4.10 (q, J = 6.8 Hz, 2H), 2.67-2.60 (m, 1H), 2.43-2.19 (m, 4H), 2.07-1.80 (m, 8H), 1.18 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ214.9, 207.7, 171.3, 61.3, 58.8, 38.7, 37.9, 34.2, 29.8, 26.8, 19.5, 13.9.
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ4.10 (q, J = 6.8 Hz, 2H), 2.67-2.60 (m, 1H), 2.43-2.19 (m, 4H), 2.07-1.80 (m, 8H), 1.18 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ214.9, 207.7, 171.3, 61.3, 58.8, 38.7, 37.9, 34.2, 29.8, 26.8, 19.5, 13.9.
実施例５
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
ニトロエタン(36.0μL、0.501 mmol、東京化成)、3-ブテン-2-オン(61.0μL、0.752 mmol、東京化成)、PI-B (0.9009 mmol/g、0.050 mmol、10.0 mol%)、とジクロロメタン(0.5 mL、東京化成) をスクリューキャップバイアルにいれ、室温で18-20 時間攪拌した。PI-Bを濾過にて除去し、ジクロロメタンで触媒を洗浄し、濾液と混合した。濾液の溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー (EtOAc:hexane = 1:4) で精製しマイケル付加生成物(15.5 mg、0.107 mmol、21%)を透明なオイルとして得た。以下生成物（5-Nitrohexane-2-one）の分析結果を示す。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ4.57-4.51 (m, 1H), 2.48-2.44 (m, 2H), 2.13-2.00 (m, 5H), 1.48 (d, J = 6.8 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ206.5, 82.5, 39.0, 30.0, 28.6, 19.4.
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ4.57-4.51 (m, 1H), 2.48-2.44 (m, 2H), 2.13-2.00 (m, 5H), 1.48 (d, J = 6.8 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ206.5, 82.5, 39.0, 30.0, 28.6, 19.4.
実施例６
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
Malononitrile (31.0μL、0.492 mmol、東京化成), 3-buten-2-one (60.0μL、0.738 mmol、東京化成)、PI-B (0.9009 mmol/g、0.050 mmol、10.0 mol%)、とジクロロメタン(0.5 mL、東京化成) をスクリューキャップバイアルにいれ、室温で18-20時間攪拌した。PI-Bを濾過にて除去し、ジクロロメタンで触媒を洗浄し、濾液と混合した。濾液の溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー (EtOAc:hexane = 1:4) で精製しマイケル付加生成物(26.8 mg、0.197 mmol、40%)、ダブルマイケル付加生成物(37.7 mg、0.183 mmol、37%)をそれぞれ透明なオイルとして得た。以下生成物（2-(3-oxobutyl)malononitrile及び2,2-bis(3-oxobutyl)malononitrile）の分析結果を示す。
2-(3-oxobutyl)malononitrile：1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ4.05 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 2.74 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.25-2.14 (m, 5H); 13C NMR (CDCl3, 125 Hz) δ205.8, 112.3, 38.5, 29.9, 24.9, 21.4.
2,2-bis(3-oxobutyl)malononitrile：1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ2.78 (t, J = 7.9 Hz, 4H), 2.23-2.15 (m, 10H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ204.4, 114.8, 39.1, 36.1, 31.5, 30.0.
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
2-(3-oxobutyl)malononitrile：1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ4.05 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 2.74 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.25-2.14 (m, 5H); 13C NMR (CDCl3, 125 Hz) δ205.8, 112.3, 38.5, 29.9, 24.9, 21.4.
2,2-bis(3-oxobutyl)malononitrile：1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ2.78 (t, J = 7.9 Hz, 4H), 2.23-2.15 (m, 10H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ204.4, 114.8, 39.1, 36.1, 31.5, 30.0.
実施例７
製造例２で得た高分子１（0.1563 g）をジグライム(3.9 mL, 和光純薬工業（株）)に40℃で溶解させ、ケッチェンブラック(0.1573 g, ライオン（株）)を加え15分撹拌した。ジグライム（1.6 mL、和光純薬工業（株））に溶解させたNaBH4(17.7 mg、和光純薬工業（株）)を加えた後、室温で四時間攪拌した。そののちジエチルエーテル（40 mL、和光純薬工業（株））を滴下した。ボロン固定化ポリマー被覆カーボンをジエチルエーテル(20 mL)で３回洗浄し、室温で乾燥させた。乾燥させた固体を170℃で4時間無溶媒条件で加熱した。架橋したポリマーをジクロロメタン(20 mL、和光純薬工業（株）)で洗浄し、乳鉢と乳棒にて粉砕し黒色固体(0.3312 g、B loading 0.9624 mmol/g)を得た。このようにして得た触媒を以下「PI/CB-B」という。
製造例２で得た高分子１（0.1563 g）をジグライム(3.9 mL, 和光純薬工業（株）)に40℃で溶解させ、ケッチェンブラック(0.1573 g, ライオン（株）)を加え15分撹拌した。ジグライム（1.6 mL、和光純薬工業（株））に溶解させたNaBH4(17.7 mg、和光純薬工業（株）)を加えた後、室温で四時間攪拌した。そののちジエチルエーテル（40 mL、和光純薬工業（株））を滴下した。ボロン固定化ポリマー被覆カーボンをジエチルエーテル(20 mL)で３回洗浄し、室温で乾燥させた。乾燥させた固体を170℃で4時間無溶媒条件で加熱した。架橋したポリマーをジクロロメタン(20 mL、和光純薬工業（株）)で洗浄し、乳鉢と乳棒にて粉砕し黒色固体(0.3312 g、B loading 0.9624 mmol/g)を得た。このようにして得た触媒を以下「PI/CB-B」という。
実施例８
製造例２で得た高分子１（0.1448 g）をジグライム(9.6 mL, 和光純薬工業（株）)に溶解させ、ケッチェンブラック(0.1458 g, ライオン（株）)を加え0℃にした。ジグライム（2.2 mL、和光純薬工業（株））に溶解させたNaBH4(46.0 mg、和光純薬工業（株）)を加えた後、室温で15分間攪拌した。この混合溶液にジグライム(5.8 mL, 和光純薬工業（株）)に溶解させた、塩化トリフェニルホスフィン金(I)(AuClPPh3)(40.2 mg、Strem社)および酢酸パラジウム(II) (Pd(OAc)2)(18.2 mg、和光純薬工業（株）)を滴下し4時間撹拌した。そののちジエチルエーテル（80 mL、和光純薬工業（株））を滴下した。金、パラジウム、ホウ素固定化ポリマー被覆カーボンをジエチルエーテル(20 mL)で３回洗浄し、室温で乾燥させた。乾燥させた固体を170℃で4時間無溶媒条件で加熱した。架橋したポリマーをジクロロメタン(20 mL、和光純薬工業（株）)で洗浄し、乳鉢と乳棒にて粉砕し黒色固体(0.4035 g、Au loading 0.2007 mmol/g 、Pd loading 0.2183 mmol/g、 B loading 2.456 mmol/g)を得た。このようにして得た触媒を以下「PI/CB-Au/Pd/B」という。
製造例２で得た高分子１（0.1448 g）をジグライム(9.6 mL, 和光純薬工業（株）)に溶解させ、ケッチェンブラック(0.1458 g, ライオン（株）)を加え0℃にした。ジグライム（2.2 mL、和光純薬工業（株））に溶解させたNaBH4(46.0 mg、和光純薬工業（株）)を加えた後、室温で15分間攪拌した。この混合溶液にジグライム(5.8 mL, 和光純薬工業（株）)に溶解させた、塩化トリフェニルホスフィン金(I)(AuClPPh3)(40.2 mg、Strem社)および酢酸パラジウム(II) (Pd(OAc)2)(18.2 mg、和光純薬工業（株）)を滴下し4時間撹拌した。そののちジエチルエーテル（80 mL、和光純薬工業（株））を滴下した。金、パラジウム、ホウ素固定化ポリマー被覆カーボンをジエチルエーテル(20 mL)で３回洗浄し、室温で乾燥させた。乾燥させた固体を170℃で4時間無溶媒条件で加熱した。架橋したポリマーをジクロロメタン(20 mL、和光純薬工業（株）)で洗浄し、乳鉢と乳棒にて粉砕し黒色固体(0.4035 g、Au loading 0.2007 mmol/g 、Pd loading 0.2183 mmol/g、 B loading 2.456 mmol/g)を得た。このようにして得た触媒を以下「PI/CB-Au/Pd/B」という。
実施例９
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
Ethyl benzoylacetate (87.0μL、0.502 mmol,東京化成)、3-ブテン-1-オール(65.0μL、0.752 mmol、東京化成)、PI/CB-Au/Pd/B (0.0250 g, 5.02 μmol, 1 mol% with respect to Au)、と テトラヒドロフラン(0.5 mL、東京化成) をスクリューキャップバイアルにいれ、30℃で20 時間攪拌した。PI/CB-Au/Pd/Bを濾過にて除去し、ジクロロメタンで触媒を洗浄し、濾液と混合した。濾液の溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー (EtOAc:hexane = 1:4) で精製しマイケル付加生成物 (125.3 mg、0.478 mmol、95%) を透明なオイルとして得た。以下生成物（Ethyl 2-benzoyl-5-oxohexanoate.）の分析結果を示す。
濾過にて回収した触媒は減圧下乾燥を行い、再利用に用いた。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ8.00-7.91 (m, 2H), 7.53-7.50 (m, 1H), 7.43-7.40 (m, 2H), 4.37 (dd, J = 6.3, 6.2 Hz, 1H), 4.10-4.04 (m, 2H), 2.58-2.47 (m, 2H), 2.21-2.10 (m, 2H), 2.06 (s, 3H), 1.09 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ207.8, 195.2, 169.7, 135.8, 133.6, 128.7, 128.6, 61.3, 52.5, 40.4, 29.9, 22.6 13.9.
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
濾過にて回収した触媒は減圧下乾燥を行い、再利用に用いた。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ8.00-7.91 (m, 2H), 7.53-7.50 (m, 1H), 7.43-7.40 (m, 2H), 4.37 (dd, J = 6.3, 6.2 Hz, 1H), 4.10-4.04 (m, 2H), 2.58-2.47 (m, 2H), 2.21-2.10 (m, 2H), 2.06 (s, 3H), 1.09 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ207.8, 195.2, 169.7, 135.8, 133.6, 128.7, 128.6, 61.3, 52.5, 40.4, 29.9, 22.6 13.9.
実施例１０
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
Ethyl benzoylacetate (87.0μL、0.502 mmol,東京化成)、1-フェニル-3-ブテン-1-オール(73.0μL、0.555 mmol、東京化成)、PI/CB-Au/Pd/B (0.0250 g, 5.02μmol, 1 mol% with respect to Au)、と テトラヒドロフラン(0.5 mL、東京化成) をスクリューキャップバイアルにいれ、60℃で22 時間攪拌した。PI/CB-Au/Pd/Bを濾過にて除去し、ジクロロメタンで触媒を洗浄し、濾液と混合した。濾液の溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー (EtOAc:hexane = 1:4) で精製しマイケル付加生成物 (154.4 mg、0.476 mmol、95%) を透明なオイルとして得た。
以下生成物（Ethyl 2-benzoyl-5-oxo-5-phenylhexanoate.）の分析結果を示す。
IR (neat, NaCl): 3064 (m), 2981 (s), 2937 (s), 1974 (w), 1913 (w), 1734 (s), 1686 (s), 1596 (m), 1448 (s), 1221 (s), 974 (s) cm-1; 1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ 8.07 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.95 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.59-7.53 (m, 2H), 7.50-7.43 (m, 4H), 4.57 (dd, J = 7.9, 6.2 Hz, 1H), 4.19-4.10 (m, 2H), 3.22-3.16 (m, 1H), 3.12-3.06 (m, 1H), 2.49-2.36 (m, 2H), 1.15 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 199.2, 195.3, 169.8, 136.6, 135.9, 133.6, 133.1, 128.71, 128.70, 128.6, 128.0, 61.4, 52.8, 35.6, 23.2, 13.9; ESI-HRMS (m/z) calcd. for C20H20O4 [(M+H)+]: 325.14398, found: 325.14334.
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
以下生成物（Ethyl 2-benzoyl-5-oxo-5-phenylhexanoate.）の分析結果を示す。
IR (neat, NaCl): 3064 (m), 2981 (s), 2937 (s), 1974 (w), 1913 (w), 1734 (s), 1686 (s), 1596 (m), 1448 (s), 1221 (s), 974 (s) cm-1; 1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ 8.07 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.95 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.59-7.53 (m, 2H), 7.50-7.43 (m, 4H), 4.57 (dd, J = 7.9, 6.2 Hz, 1H), 4.19-4.10 (m, 2H), 3.22-3.16 (m, 1H), 3.12-3.06 (m, 1H), 2.49-2.36 (m, 2H), 1.15 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 199.2, 195.3, 169.8, 136.6, 135.9, 133.6, 133.1, 128.71, 128.70, 128.6, 128.0, 61.4, 52.8, 35.6, 23.2, 13.9; ESI-HRMS (m/z) calcd. for C20H20O4 [(M+H)+]: 325.14398, found: 325.14334.
上記の反応の反応時間ごとのマイケル付加生成物と生成が予想された中間体（1-フェニル-3-ブテン-1-オン）の収率を下表に示す。
原料のビニル化合物としてカルボニル化合物の代わりにその前駆体であるアルコール化合物を用いて、１段階で反応させても、その中間体と考えられるカルボニル化合物（1-フェニル-3-ブテン-1-オン）は検出されなかった（ＮＤ）。
参考例１
この実施例では下式の酸化反応を行った。
1-フェニル-3-ペンテン-1-オール(66.0μL、0.502 mmol、東京化成)、PI/CB-Au/Pd/B (0.0282 g, 5.02μmol, 1 mol% with respect to Au)、メシチレン（66.0μL、0.173 mmol、東京化成）と テトラヒドロフランd8(0.5 mL、東京化成) をスクリューキャップバイアルにいれ、60℃で22 時間攪拌した。少量の反応溶液を重クロロホルムで薄め、1H NMRで観測しメシチレンを内部標準として収率を算出した。結果を下表に示す。
この表に示すように、本願発明の触媒を使った場合、アルコール化合物からカルボニル化合物への変換率は６０％を超えなかった。このことは、原料としてアルコール化合物を用いて２段階でマイケル反応を行った場合には、実施例２の収率（９５％）からかなり下がった収率しか得られないことを示している。即ち、本願発明のマイケル反応の出発物質としてカルボニル化合物の代わりにその前駆体であるアルコール化合物を用いたほうが効率的であることが示唆される。
この実施例では下式の酸化反応を行った。
実施例１１
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
Ethyl benzoylacetate (87.0μL、0.502 mmol、東京化成)、2-プロペン-1-オール(32.0μL、0.765 mmol、東京化成)、PI/CB-Au/Pd/B (0.0250 g, 5.02μmol, 1 mol% with respect to Au)、と テトラヒドロフラン(0.5 mL、東京化成) をスクリューキャップバイアルにいれ、30℃で20 時間攪拌した。PI/CB-Au/Pd/Bを濾過にて除去し、ジクロロメタンで触媒を洗浄し、濾液と混合した。濾液の溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー (EtOAc:hexane = 1:4) で精製しマイケル付加生成物 (102.9 mg、0.414 mmol、83%) を透明なオイルとして得た。以下生成物（Ethyl 2-benzoyl-5-oxohexanoate.）の分析結果を示す。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ 9.77 (s, 1H), 8.01-8.00 (m, 2H), 7.60-7.57 (m, 1H), 7.48 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 4.44-4.41 (m, 1H), 4.16-4.10 (m, 2H), 2.68-2.55 (m, 2H), 2.35-2.22 (m, 2H), 1.15 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 201.1, 194.8, 169.5, 135.8, 133.7, 128.8, 128.6, 61.5, 52.6, 41.1, 21.1, 13.9.
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ 9.77 (s, 1H), 8.01-8.00 (m, 2H), 7.60-7.57 (m, 1H), 7.48 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 4.44-4.41 (m, 1H), 4.16-4.10 (m, 2H), 2.68-2.55 (m, 2H), 2.35-2.22 (m, 2H), 1.15 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 201.1, 194.8, 169.5, 135.8, 133.7, 128.8, 128.6, 61.5, 52.6, 41.1, 21.1, 13.9.
実施例１２
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
Ethyl benzoylacetate (87.0μL、0.502 mmol、東京化成)、ビニルアルデヒド(51.0μL、0.763 mmol、東京化成)、PI/CB-B (0.0260 g、0.0251 mmol、5.0 mol%)、と テトラヒドロフラン(0.5 mL、東京化成) をスクリューキャップバイアルにいれ、-20℃で20 時間攪拌した。PI/CB- Bを濾過にて除去し、ジクロロメタンで触媒を洗浄し、濾液と混合した。濾液の溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー (EtOAc:hexane = 1:4) で精製しマイケル付加生成物 (88.5 mg、0.356 mmol、71%) を透明なオイルとして得た。以下生成物（Ethyl 2-benzoyl-5-oxohexanoate.）の分析結果を示す。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ 9.77 (s, 1H), 8.01-8.00 (m, 2H), 7.60-7.57 (m, 1H), 7.48 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 4.44-4.41 (m, 1H), 4.16-4.10 (m, 2H), 2.68-2.55 (m, 2H), 2.35-2.22 (m, 2H), 1.15 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 201.1, 194.8, 169.5, 135.8, 133.7, 128.8, 128.6, 61.5, 52.6, 41.1, 21.1, 13.9.
この実施例では下式のマイケル反応を行った。
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ 9.77 (s, 1H), 8.01-8.00 (m, 2H), 7.60-7.57 (m, 1H), 7.48 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 4.44-4.41 (m, 1H), 4.16-4.10 (m, 2H), 2.68-2.55 (m, 2H), 2.35-2.22 (m, 2H), 1.15 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 201.1, 194.8, 169.5, 135.8, 133.7, 128.8, 128.6, 61.5, 52.6, 41.1, 21.1, 13.9.
Claims (10)
- 液相で、高分子担持ホウ素触媒の存在下で、
（ａ）ＣＨ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ（式中、Ｒ１は、それぞれ独立して、ＣＯＲ７、ＣＯＯＲ８、−ＮＯ２又は−ＣＮを表し（式中、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ、炭化水素基を表す。）、Ｒ２は、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、ｍは１又は２を表す。）で表される求核剤と、
（ｂ）ＣＲ３Ｒ４＝Ｃ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ（式中、Ｒ５は、それぞれ独立して、ＣＯＲ９、ＣＯＯＲ１０、−ＮＯ２又は−ＣＮを表し（式中、Ｒ９及びＲ１０は、それぞれ、炭化水素基を表す。）を表し、Ｒ３、Ｒ４及びＲ６は、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、ｎは１又は２を表す。）で表されるビニル化合物とから、マイケル付加反応により、
Ｃ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ−ＣＲ３Ｒ４−ＣＨ（Ｒ５）ｎ（Ｒ６）２−ｎ
（式中、Ｒ１〜Ｒ６、ｍ、ｎは上記と同様を表す。）で表される付加生成物を製造する方法であって、該高分子担持ホウ素触媒が、ＸＢＨ４（式中、Ｘは、アルカリ金属又は４級アンモニウムイオンを表す。）で表されるホウ素化合物を下式（化１）
- 液相で、高分子担持ホウ素触媒の存在下で、
（ａ）ＣＨ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ（式中、Ｒ１は、それぞれ独立して、ＣＯＲ７、ＣＯＯＲ８、−ＮＯ２又は−ＣＮを表し（式中、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ、炭化水素基を表す。）、Ｒ２は、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、ｍは１又は２を表す。）で表される求核剤と、
（ｂ'）ＣＲ３Ｒ４＝Ｃ（Ｒ１１）ｎ（Ｒ６）２−ｎ（式中、Ｒ１１はＣＨ（ＯＨ）Ｒ９（式中、Ｒ９は、炭化水素基を表す。）を表し、Ｒ３、Ｒ４及びＲ６は、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、ｎは１又は２を表す。）で表されるビニル化合物とから、マイケル付加反応により、
Ｃ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）３−ｍ−ＣＲ３Ｒ４−ＣＨ（ＣＯＲ９）ｎ（Ｒ６）２−ｎ
（式中、Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ６、Ｒ９、ｍ、ｎは上記と同様を表す。）で表される付加生成物を製造する方法であって、該高分子担持ホウ素触媒が、ＸＢＨ４（式中、Ｘは、アルカリ金属又は４級アンモニウムイオンを表す。）で表されるホウ素化合物を水酸基を有するスチレン系高分子に担持させて成る、マイケル付加反応生成物の製法。 - 前記高分子担持ホウ素触媒が、更にケッチェンブラックを含む請求項１又は２に記載の製法。
- ｍが２である請求項１〜３のいずれか一項に記載の製法。
- ｎが１である請求項１〜４のいずれか一項に記載の製法。
- Ｒ２が水素原子である請求項１〜５のいずれか一項に記載の製法。
- Ｒ３及びＲ４が水素原子である請求項１〜６のいずれか一項に記載の製法。
- Ｒ６が水素原子である請求項１〜７のいずれか一項に記載の製法。
- ＸＢＨ４（式中、Ｘは、アルカリ金属又は４級アンモニウムイオンを表す。）で表されるホウ素化合物を下式（化１）
- 更にケッチェンブラックを含む請求項９に記載の触媒。
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