WO2018225737A1 - 脱ベンジル反応用触媒 - Google Patents

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弘康 鈴鹿
弘尚 佐治木
善成 澤間
裕太 山本
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    • C07D295/027—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring hetero elements containing only one hetero ring
    • C07D295/033—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring hetero elements containing only one hetero ring with the ring nitrogen atoms directly attached to carbocyclic rings
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    • Y02P20/55—Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Definitions

  • the present invention relates to a catalyst for debenzylation reaction. More specifically, the present invention relates to a catalyst for debenzylation reaction that is used in a debenzylation reaction in which this benzyl group is eliminated from an organic compound having a benzyl group as a protecting group.
  • a carboxyl group in an organic compound since a carboxyl group in an organic compound has high reactivity, it is generally protected by a benzyl group.
  • the benzyl group is returned to the original carboxy group after the predetermined reaction is completed.
  • Non-patent Document 1 an ethylenediamine-modified Pd-supported carbon catalyst (Non-patent Document 1) or a diphenyl sulfide-modified Pd-supported carbon based on the concept of controlling the activity of the Pd-supported carbon catalyst by modification with a poisoning substance.
  • a catalyst Patent Document 1 has been proposed.
  • Patent Document 1 As a Pd-supported catalyst in which Pd is supported on a carrier other than a carbon carrier, a catalyst in which Pd is supported on a beta zeolite (NH 4 + type or the like) has been proposed (Patent Document 1). This catalyst allows the debenzylation reaction to proceed efficiently without decomposing or hydrogenating other functional groups of these aromatic organic compounds in the debenzylation reaction with aromatic halogen compounds and aromatic ketone compounds. Is intended.
  • nebivolol an aromatic organic compound having a structure in which an amino group is protected by a benzyl group
  • Patent Document 3 an intermediate useful for the production of nebivolol (an aromatic organic compound having a structure in which an amino group is protected by a benzyl group) is debenzylated using a Pd-supported carbon catalyst.
  • An object of the present invention is to provide a catalyst for debenzylation reaction that can obtain a product (debenzylated product).
  • the present invention includes the following technical matters. That is, the present invention A catalyst for debenzylation reaction used in a debenzylation reaction for removing the benzyl group from an organic compound having a benzyl group, A carrier, and Pd particles and Nb oxide particles supported on the carrier, A catalyst for debenzylation reaction is provided.
  • the present inventors have not yet elucidated the detailed mechanism by adopting a structure in which an Nb oxide is further supported on a support relative to a conventional Pd-supported catalyst, but the benzyl group can be obtained from an organic compound having a benzyl group. It was found that the desired product (debenzylated product) can be easily obtained in a high yield in the debenzylation reaction for eliminating the.
  • the ratio (n Nb / n Pd ) between the substance amount n Pd (mol) of Pd and the substance amount n Pd (mol) of Nb determined by high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy is expressed by the following formula (1). It is preferable to satisfy. 0 ⁇ (n Nb / n Pd ) ⁇ 1.0 (1)
  • the catalyst for debenzylation reaction of the present invention can sufficiently reduce the increase in raw material cost.
  • (n Nb / n Pd ) By setting (n Nb / n Pd ) to 1.0 or less, an increase in raw material cost can be more reliably reduced.
  • the ratio (n Nb / n Pd ) further satisfies the following formula (2). . 0.1 ⁇ (n Nb / n Pd ) ⁇ 1.0 (2)
  • the present inventors can further increase the effect of the present invention by adding a small amount of Nb oxide by setting the value of (n Nb / n Pd ) in formula (1) to 0.1 or more. It was found that it can be obtained with certainty.
  • the Nb content R1 (wt%) obtained by high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy satisfies the following formula (3). 0 ⁇ R1 ⁇ 4.0 (3)
  • R1 further satisfies the following formula (4).
  • the effect of the present invention can be obtained more reliably by adding a small amount of Nb oxide.
  • the Nb oxide is preferably Nb 2 O 5 .
  • the support is preferably a carbon support from the viewpoints of availability, handleability, raw material cost, and high specific surface area.
  • the benzyl group is a group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, a carboxyl group, and a hydroxyl group. It is preferable that it is contained in the organic compound as a protecting group for at least one selected substituent.
  • the target product in a debenzylation reaction in which the benzyl group is eliminated from an organic compound having a benzyl group, the target product (debenzylated product) can be obtained in a higher yield than a conventional Pd-supported catalyst.
  • a catalyst for the benzyl reaction is provided.
  • the catalyst for debenzylation reaction of the present embodiment includes a support, Pd particles supported on the support, and Nb oxide particles.
  • the catalyst for debenzylation reaction is a debenzylation reaction in which the benzyl group is eliminated from an organic compound having a benzyl group by adopting a structure in which an Nb oxide is further supported on a support compared to a conventional Pd-supported catalyst.
  • the desired product debenzylated product
  • this catalyst for debenzylation reaction is obtained by using a Pd substance amount n Pd (mol) and an Nb substance amount obtained by high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy.
  • the ratio (n Nb / n Pd ) with n Pd (mol) preferably satisfies the following formula (1). 0 ⁇ (n Nb / n Pd ) ⁇ 1.0 (1)
  • the effect of the present invention can be obtained by adding a small amount of Nb oxide, the increase in raw material cost can be sufficiently reduced.
  • (n Nb / n Pd ) By setting (n Nb / n Pd ) to 1.0 or less, an increase in raw material cost can be more reliably reduced.
  • the ratio (n Nb / n Pd ) of the formula (1) further satisfies the following formula (2). 0.1 ⁇ (n Nb / n Pd ) ⁇ 1.0 (2)
  • the Nb content R1 (wt%) obtained by high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy satisfies the following formula (3). 0 ⁇ R1 ⁇ 4.0 (3)
  • R1 further satisfies the following formula (4).
  • the effect of the present invention can be obtained more reliably by adding a small amount of Nb oxide.
  • the debenzylation reaction catalyst has a Pd content of less than 110.0 wt% determined by high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy.
  • this debenzylation reaction catalyst has a Pd content of 4.0 to 9. which is determined by high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy. It is preferable that it is less than wt%.
  • ICP inductively coupled plasma
  • the carrier is not particularly limited as long as it can support Pd particles and Nb oxide particles and has a large surface area.
  • Activated carbon pulverized activated carbon, glassy carbon (GC), fine carbon, carbon black, graphite, carbon fiber, and other carbon carriers, inorganic oxide materials such as alumina, silica, silica alumina, and the like can be selected as appropriate. .
  • the support is preferably a carbon support.
  • the specific surface area of the carrier is preferably 500 m 3 / g or more, more preferably 800 m 3 / g or more, and still more preferably 1000 m 3 / g or more.
  • the Nb oxide is not particularly limited, but Nb 2 O 5 is preferably a main component (50 wt% or more in the Nb oxide). From the viewpoint of obtaining the effects of the present invention more reliably, the Nb oxide is preferably Nb 2 O 5 .
  • the Pd particles contained in the catalyst for debenzylation reaction may contain Pd oxide and Pd hydroxide in addition to Pd (zero valence) as long as the effects of the present invention can be obtained.
  • Pd oxide and Pd hydroxide may be contained.
  • the Pd particles may be composed of Pd oxide, the Pd particles may be composed of Pd hydroxide, and the Pd particles are composed of Pd oxide and Pd hydroxide. Also good. From the viewpoint of obtaining the effect of the present invention more reliably, Pd (zero valent) particles are preferable.
  • the Pd particles include Pd oxide, Pd hydroxide, Pd oxide and Pd hydroxide, Pd oxide, and Pd oxide.
  • Pd oxide In the case of being composed of a hydroxide or in the state of being composed of either a Pd oxide or a Pd hydroxide, it is reduced by reducing atmosphere in the debenzylation reaction, and at least a part of the reaction system is Pd (zero valent). ) May be used.
  • the catalyst for debenzylation reaction of the present invention is in a state where Pd particles and Nb oxide particles are supported on a carrier.
  • the catalyst for debenzylation reaction of the present invention includes a Pd support having Pd particles supported on a support and an Nb oxide support having Nb oxide particles supported on a support. It may be in the state of a mixture obtained by mixing at a predetermined blending ratio.
  • the solvent of the reaction system in which the catalyst for debenzylation reaction of the present invention is used is not particularly limited as long as it has chemical properties capable of dissolving at least a part of the reactant (organic compound having a benzyl group).
  • the reactant organic compound having a benzyl group
  • toluene, xylene, benzene, chlorobenzene, dichlorobenzene, and alcohol having 1 to 3 carbon atoms are preferable. You may employ
  • the reactant (organic compound having a benzyl group) in the reaction system in which the catalyst for debenzylation reaction of the present invention is used is not particularly limited as long as it is an organic compound having a benzyl group as a protective group. It is preferably contained in the organic compound as a protective group for at least one substituent selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, a carboxyl group, and a hydroxyl group.
  • the manufacturing method of the catalyst for debenzylation reaction of this invention is not specifically limited, The combination of a well-known method is employable.
  • a catalyst for debenzylation reaction is carried out, for example, by impregnating or adsorbing a Pd compound or Nb compound onto a carrier by introducing a Pd compound or Nb compound into a dispersion medium (or solvent) such as water.
  • a catalyst having Pd particles and Nb oxide particles supported on a carrier may be obtained.
  • a catalyst in which Pd particles and Nb oxide particles are supported on a carrier may be obtained by subjecting the liquid after impregnating or adsorbing the Pd compound or Nb compound to the carrier, if necessary.
  • gaseous hydrogen when wet reduction treatment is performed, gaseous hydrogen can be used in addition to a reducing agent such as methanol, formaldehyde, and formic acid.
  • a reducing agent such as methanol, formaldehyde, and formic acid.
  • gaseous hydrogen when the reduction is performed in a dry manner, gaseous hydrogen is used, but it is also possible to dilute the hydrogen gas with an inert gas such as nitrogen.
  • the support of Pd on the support and the support of Nb oxide on the support may be performed at the same time, or either one may be performed first and the other may be performed later.
  • the catalyst for debenzylation reaction of the present invention is prepared separately by the above-described method, a Pd carrier in which Pd particles are supported on a carrier and an Nb oxide carrier in which Nb oxide particles are supported on a carrier. Thereafter, a Pd carrier and an Nb oxide carrier may be prepared as a mixture obtained by mixing at a predetermined blending ratio.
  • Example 1 As a catalyst for debenzylation reaction, a catalyst in which Pd particles and Nb oxide particles are supported on a carbon support ⁇ trade name “NEDBZL-9D”, Pd content: 8.7 wt%, Nb content: Table 1 prepared by NE CHEMCAT (hereinafter referred to as “Pd—Nb 2 O 5 / C” if necessary) ⁇ .
  • Pd—Nb 2 O 5 / C the main component of the Nb oxide particles is Nb 2 O 5 (Nb 2 O 5 is 100% in the result based on XPS analysis).
  • the substance amount n Pd (mol) of Pd and the substance amount n Nb (mol) of Nb were measured by ICP analysis.
  • the catalyst for debenzylation reaction of Example 1 was immersed in aqua regia to dissolve the metal. Next, insoluble component carbon was removed from the aqua regia. Next, aqua regia without carbon was analyzed by ICP. Using the ICP analysis results, the value of the ratio (n Nb / n Pd ), the value of R1, and the content of Pd were calculated. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 (Example 2) to (Example 4)
  • the Pd content was set to Example 2 (7.7 wt%), Example 3 (5.7 wt%), and Example 4 (4.0 wt%), and the Nb oxide Except that the ratio (n Nb / n Pd ) and the value of R1 were changed to the values shown in Table 1, and the same preparation conditions and the same raw materials were used.
  • the catalysts for debenzylation reaction of Examples 2 to 4 were prepared.
  • the main component of the Nb oxide particles was Nb 2 O 5 (Nb 2 O 5 was 100% in the result based on XPS analysis).
  • Example 5 (Example 5) to (Example 11) Using the same preparation conditions and the same raw materials as in Example 1, the catalysts for debenzylation reaction of Examples 5 to 11 were prepared.
  • the catalyst for debenzylation reaction of Examples 5 to 11 has the same Pd content, ratio (n Nb / n Pd ) value, R1 value, and Pd content as in Example 4. It was.
  • the main component of the Nb oxide particles was Nb 2 O 5 (Nb 2 O 5 was 100% in the result based on XPS analysis).
  • Comparative Example 1 As a catalyst for debenzylation reaction, a catalyst in which only Pd particles are supported on a carbon support ⁇ trade name “10% Pd carbon catalyst (W) PE type”, Pd content: 10 wt%, manufactured by NE CHEMCAT (Hereinafter referred to as “Pd / C” if necessary) ⁇ .
  • the catalyst for debenzyl reaction of Comparative Example 1 was prepared using the same raw materials and preparation conditions as in Example 1 except that the Nb oxide was not supported with respect to the catalyst for debenzyl reaction of Example 1. Was prepared.
  • Comparative Example 2 A catalyst for debenzylation reaction having the same Pd content as in Comparative Example 1 was prepared using the same preparation conditions and the same raw materials as in Comparative Example 1.
  • reaction product represented by formula (C1) 1: 1 mol
  • Catalyst for debenzylation reaction 0.01 mol in terms of the amount of Pd substance relative to reactant 1
  • Solvent Toluene Hydrogen pressure: 1 atm
  • Reaction temperature room temperature
  • Reaction time 1 hour
  • Table 1 shows the results obtained for the catalysts for debenzylation reaction of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1.
  • Reactant 1a represented by formula (C2): 1 mol
  • Catalyst for debenzylation reaction 0.01 mol in terms of the amount of Pd substance relative to reactant 1
  • Solvent Methanol Hydrogen pressure: 1 atm
  • Reaction temperature room temperature
  • Reaction time described in Table 1 Table 1 shows the results obtained for the debenzylation reaction catalysts of Example 5 and Comparative Example 2.
  • Reactant 1b represented by formula (C3): 1 mol
  • Catalyst for debenzylation reaction 0.01 mol in terms of the amount of Pd substance relative to reactant 1
  • Solvent Heavy methanol (CD 3 OD)
  • Hydrogen pressure 1 atm
  • Reaction temperature room temperature
  • Reaction time described in Table 1 Table 1 shows the results obtained for the catalyst for debenzylation reaction of Example 6.
  • Reactant 1c represented by formula (C4): 1 mol
  • Catalyst for debenzylation reaction 0.01 mol in terms of the amount of Pd substance relative to reactant 1
  • Solvent Heavy methanol (CD 3 OD)
  • Hydrogen pressure 1 atm
  • Reaction temperature room temperature
  • Reaction time described in Table 1 Table 1 shows the results obtained for the catalyst for debenzylation reaction of Example 7.
  • Reactant 1d represented by formula (C5): 1 mol
  • Catalyst for debenzylation reaction 0.01 mol in terms of the amount of Pd substance relative to reactant 1
  • Solvent Methanol Hydrogen pressure: 1 atm
  • Reaction temperature room temperature
  • Reaction time described in Table 1 Table 1 shows the results obtained for the catalyst for debenzylation reaction of Example 8.
  • Reactant 1e represented by formula (C6): 1 mol
  • Catalyst for debenzylation reaction 0.01 mol in terms of the amount of Pd substance relative to reactant 1
  • Solvent Heavy methanol (CD 3 OD)
  • Hydrogen pressure 1 atm
  • Reaction temperature room temperature
  • Reaction time described in Table 1 Table 1 shows the results obtained for the catalyst for debenzylation reaction of Example 9.
  • Reactant 1f represented by formula (C7): 1 mol
  • Catalyst for debenzylation reaction 0.01 mol in terms of the amount of Pd substance relative to reactant 1
  • Solvent Heavy methanol (CD 3 OD)
  • Hydrogen pressure 1 atm
  • Reaction temperature room temperature
  • Reaction time described in Table 1 Table 1 shows the results obtained for the catalyst for debenzylation reaction of Example 10.
  • reaction conditions 1 g of a reaction product represented by the formula (C8): 1 mol
  • Catalyst for debenzylation reaction 0.01 mol in terms of the amount of Pd substance relative to reactant 1
  • Solvent Methanol Hydrogen pressure: 1 atm
  • Reaction temperature room temperature
  • Reaction time described in Table 1 Table 1 shows the results obtained for the catalyst for debenzylation reaction of Example 11.
  • the debenzylation reaction catalyst of Example 5 satisfying the constitution of the present invention was compared with the debenzylation reaction catalyst of Comparative Example 2, and the debenzylation reaction represented by (C2) was performed. It was found that the progress was accelerated and the yield of the desired product 2b (selectivity 100%) was greatly improved.
  • the debenzylation reaction catalysts of Examples 6 to 11 satisfying the constitution of the present invention promote the progress of the debenzylation reaction represented by (C3) to (C8), It was found that the yield of the desired products 2c-2g (selectivity 100%) was greatly improved.
  • the catalyst for debenzylation reaction of the present invention when the reactant is so-called aromatic N-benzyl (see the reactant 1a of the formula (C2)), the catalyst for debenzylation reaction of the present invention was found to have excellent catalytic activity that can greatly improve the yield of the desired product. Furthermore, from the results of Example 5, even if the reactant is so-called aliphatic N-benzyl (see reactant 1a of formula (C2)), the catalyst for debenzylation reaction of the present invention is the desired product. It was revealed that the catalyst has an excellent catalytic activity that can greatly improve the yield.
  • the catalyst for debenzylation reaction of the present example is the target product (in higher yield than the conventional Pd-supported catalyst) in the debenzylation reaction in which the benzyl group is eliminated from the organic compound having benzyl group. It was revealed that a debenzylated form) can be obtained.
  • the benzyl group of the protective group can be selectively eliminated.
  • the target product (debenzylated product) can be obtained with a high yield.
  • the present invention is effective for use in a reaction process in which the primary amino group, secondary amino group, carboxyl group, hydroxyl group and the like of an organic compound need to be protected with a benzyl group.

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Abstract

保護基としてベンジル基を有する有機化合物から前記ベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応において、従来のＰｄ担持触媒よりも高い目的生成物（脱ベンジル体）の収率を得ることのできる脱ベンジル反応用触媒の提供。本発明の脱ベンジル反応用触媒は、ベンジル基を有する有機化合物から当該ベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応に用いられる脱ベンジル反応用触媒であって、担体と、この担体上に担持されるＰｄ粒子とＮｂ酸化物粒子と、を含んでいる。

Description

脱ベンジル反応用触媒
　本発明は、脱ベンジル反応用触媒に関する。より詳しくは、保護基としてベンジル基を有する有機化合物からこのベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応に用いられる脱ベンジル反応用触媒に関する。
　従来から、有機化合物の合成プロセス中のある化学反応ステップにおいて、有機化合物中の官能基が反応に関与することが望ましくない場合、この官能基を保護基により保護し、反応に関与しないようにすることがよく行われている。
　例えば、有機化合物中のカルボキシル基は、反応性が高いため、ベンジル基により保護することが一般的である。そして、このベンジル基は、所定の反応が終了した後、元のカルボキシ基に戻す。
　その脱ベンジル化反応としては、水素雰囲気下で、Ｐｄ担持カーボン触媒などのＰｄを担体に担持させた触媒を用いておこなう水素化反応が提案されている。
　例えば、このようなＰｄ担持カーボン触媒としては、被毒物質による修飾により、Ｐｄ担持カーボン触媒の活性をコントロールするコンセプトでエチレンジアミン修飾Ｐｄ担持カーボン触媒（非特許文献１）や、ジフェニルスルフィド修飾Ｐｄ担持カーボン触媒（特許文献１）が提案されている。
　また、カーボン担体以外の担体にＰｄを担持したＰｄ担持触媒としては、Ｐｄをベータゼオライト（ＮＨ４ ＋型など）に担持させた触媒が提案されている（特許文献１）。この触媒は、芳香族ハロゲン化合物や、芳香族ケトン化合物での脱ベンジル反応において、これらの芳香族有機化合物の他の官能基を分解あるいは水素化することなく、効率良く脱ベンジル反応を進行させることを意図したものである。
　更に、ネビボロールの製造に有用な中間体（アミノ基をベンジル基により保護した構造を有する芳香族有機化合物）を、Ｐｄ担持カーボン触媒を用いて脱ベンジル化することが開示されている（特許文献３）。
　なお、本件特許出願人は、上記文献公知発明が記載された刊行物として、以下の刊行物を提示する。
特開２００７－１５２１９９号公報 特開２０１３－８２６３７号公報 特表２０１２－５０６８９４号公報
J.Org. Chem., 1998, 63, 7990
　しかしながら、ベンジル基を有する有機化合物から当該ベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応において、従来のＰｄ担持触媒よりも高い収率で目的生成物（脱ベンジル体）を得るという観点からは、上述した従来技術であっても未だ改善の余地があることを本発明者らは見出した。
　本発明は、かかる技術的事情に鑑みてなされたものであって、ベンジル基を有する有機化合物から当該ベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応において、従来のＰｄ担持触媒よりも高い収率で目的生成物（脱ベンジル体）を得ることのできる脱ベンジル反応用触媒を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上述の課題の解決に向けて鋭意検討を行った結果、Ｐｄ担持触媒に対しＮｂ酸化物を更に添加した構成を採用することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
　より具体的には、本発明は、以下の技術的事項から構成される。
　すなわち、本発明は、
　ベンジル基を有する有機化合物から前記ベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応に用いられる脱ベンジル反応用触媒であって、
　担体と、前記担体上に担持されるＰｄ粒子とＮｂ酸化物粒子と、を含んでいる、
脱ベンジル反応用触媒を提供する。
　本発明者らは、従来のＰｄ担持触媒に対し、担体にＮｂ酸化物が更に担持された構成とすることにより、詳細なメカニズムは解明されていないが、ベンジル基を有する有機化合物から当該ベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応において、容易に高い収率で目的生成物（脱ベンジル体）を得られることを見出した。
　また、本発明の効果をより確実に得る観点から、本発明の脱ベンジル反応用触媒においては、
　高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法により求められるＰｄの物質量ｎＰｄ（ｍｏｌ）とＮｂの物質量ｎＰｄ（ｍｏｌ）との比（ｎＮｂ／ｎＰｄ）が下記式（１）を満たしていることが好ましい。
　０＜（ｎＮｂ／ｎＰｄ）≦１．０　・・・（１）
　このように、わずかのＮｂ酸化物を添加するだけで本発明の効果が得られるので、本発明の脱ベンジル反応用触媒は、原料コストの増加を十分に低減できる。（ｎＮｂ／ｎＰｄ）を１．０以下とすることで、より確実に原料コストの増加を低減できる。
　ここで、本発明の効果を更に確実に得る観点から、本発明の脱ベンジル反応用触媒においては、前記比（ｎＮｂ／ｎＰｄ）が下記式（２）を更に満たしていることがより好ましい。
　０．１≦（ｎＮｂ／ｎＰｄ）≦１．０　・・・（２）
　このように、本発明者らは、式（１）の（ｎＮｂ／ｎＰｄ）の値を０．１以上とすることで、わずかのＮｂ酸化物を添加するだけで本発明の効果が更に確実に得られることを見出した。
　また、本発明の脱ベンジル反応用触媒においては、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法により求められるＮｂの含有率Ｒ１（ｗｔ％）が下記式（３）を満たしていることが好ましい。
　０＜Ｒ１≦４．０　・・・（３）
　Ｒ１を４．０ｗｔ％以下とすることで、原料コストの増加をより十分に低減できるようになる。
　更に、この場合、Ｒ１が下記式（４）を更に満たしていることが好ましい。
　０．５≦＜Ｒ１≦４．０　・・・（４）
　Ｒ１の値を０．５以上とすることで、わずかのＮｂ酸化物を添加するだけで本発明の効果がより確実に得られるようになる。
　また、本発明の効果をより確実に得る観点から、本発明の脱ベンジル反応用触媒においては、前記Ｎｂ酸化物がＮｂ２Ｏ５であることが好ましい。
　更に、入手容易性、取扱い性、原料コスト、高比表面積を有するなどの観点から、本発明の脱ベンジル反応用触媒においては、前記担体がカーボン担体であることが好ましい。
　また、本発明の効果をより確実に得る観点から、本発明の脱ベンジル反応用触媒においては、前記ベンジル基が第一級アミノ基、第二級アミノ基、カルボキシル基、及び、水酸基からなる群より選択される少なくとも１種の置換基に対する保護基として前記有機化合物に含まれていることが好ましい。
　本発明によれば、ベンジル基を有する有機化合物から当該ベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応において、従来のＰｄ担持触媒よりも高い収率で目的生成物（脱ベンジル体）を得ることのできる脱ベンジル反応用触媒が提供される。
　以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
　本実施形態の脱ベンジル反応用触媒は、担体と、担体上に担持されるＰｄ粒子とＮｂ酸化物粒子と、を含んでいる。
　この脱ベンジル反応用触媒は、従来のＰｄ担持触媒に対し、担体にＮｂ酸化物が更に担持された構成とすることにより、ベンジル基を有する有機化合物から当該ベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応において、容易に高い収率で目的生成物（脱ベンジル体）を得られる。
　また、本発明の効果をより確実に得る観点から、この脱ベンジル反応用触媒は、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法により求められるＰｄの物質量ｎＰｄ（ｍｏｌ）とＮｂの物質量ｎＰｄ（ｍｏｌ）との比（ｎＮｂ／ｎＰｄ）が下記式（１）を満たしていることが好ましい。
　０＜（ｎＮｂ／ｎＰｄ）≦１．０　・・・（１）
　このように、わずかのＮｂ酸化物を添加するだけで本発明の効果が得られるので、原料コストの増加を十分に低減できる。（ｎＮｂ／ｎＰｄ）を１．０以下とすることで、より確実に原料コストの増加を低減できる。
　ここで、本発明の効果を更に確実に得る観点から、式（１）の比（ｎＮｂ／ｎＰｄ）が下記式（２）を更に満たしていることがより好ましい。
　０．１≦（ｎＮｂ／ｎＰｄ）≦１．０　・・・（２）
　このように、式（１）の（ｎＮｂ／ｎＰｄ）の値を０．１以上とすることで、わずかのＮｂ酸化物を添加するだけで本発明の効果がより確実に得られる。
　また、この脱ベンジル反応用触媒においては、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法により求められるＮｂの含有率Ｒ１（ｗｔ％）が下記式（３）を満たしていることが好ましい。
　０＜Ｒ１≦４．０　・・・（３）
　Ｒ１を４．０ｗｔ％以下とすることで、原料コストの増加をより十分に低減できるようになる。
　更に、この場合、Ｒ１が下記式（４）を更に満たしていることが好ましい。
　０．５≦＜Ｒ１≦４．０　・・・（４）
　Ｒ１の値を０．５以上とすることで、わずかのＮｂ酸化物を添加するだけで本発明の効果がより確実に得られるようになる。
　また、この脱ベンジル反応用触媒は、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法により求められるＰｄの含有率は１１０．０ｗｔ％未満であることが好ましい。
　更に、この脱ベンジル反応用触媒は、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法により求められるＰｄの含有率は４．０～９．ｗｔ％未満であることが好ましい。
　担体は、Ｐｄ粒子とＮｂ酸化物粒子を担持することができ、かつ表面積の大きいものであれば特に制限されない。活性炭、活性炭の粉砕物、グラッシーカーボン（ＧＣ）、ファインカーボン、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維、などのカーボン担体、アルミナ、シリカ、シリカアルミナなどの無機酸化物系材料などから適宜採択することができる。
　入手容易性、取扱い性、原料コスト、高比表面積を有するなどの観点からは、担体がカーボン担体であることが好ましい。
　担体の比表面積は、５００ｍ３／ｇ以上であることが好ましく、８００ｍ３／ｇ以上であることがより好ましく、１０００ｍ３／ｇ以上であることが更に好ましい。
　脱ベンジル反応用触媒に含まれるＮｂ酸化物粒子において、Ｎｂ酸化物は特に限定されないが、Ｎｂ２Ｏ５を主成分（Ｎｂ酸化物中の５０ｗｔ％以上）とすることが好ましい。本発明の効果をより確実に得る観点からは、Ｎｂ酸化物がＮｂ２Ｏ５であることが好ましい。
　脱ベンジル反応用触媒に含まれるＰｄ粒子については、本発明の効果を得られる範囲において、Ｐｄ（０価）の他に、Ｐｄ酸化物が含まれていてもよく、Ｐｄ水酸化物が含まれていてもよく、Ｐｄ酸化物及びＰｄ水酸化物が含まれていてもよい。更に、Ｐｄ粒子はＰｄ酸化物からなるものであってもよく、Ｐｄ粒子はＰｄ水酸化物からなるものであってもよく、Ｐｄ粒子はＰｄ酸化物及びＰｄ水酸化物からなるものであってもよい。本発明の効果をより確実に得る観点からは、Ｐｄ（０価）の粒子であることが好ましい。
　また、Ｐｄ粒子は、Ｐｄ酸化物が含まれている場合、Ｐｄ水酸化物が含まれている場合、Ｐｄ酸化物及びＰｄ水酸化物が含まれている場合、Ｐｄ酸化物からなる場合、Ｐｄ水酸化物からなる場合、Ｐｄ酸化物及びＰｄ水酸化物からなる場合のいずれの状態にあるときでも、脱ベンジル反応における還元雰囲気化で還元され、反応系内において少なくとも一部がＰｄ（０価）になるものであってもよい。
　また、本発明の脱ベンジル反応用触媒は、担体に、Ｐｄ粒子と、Ｎｂ酸化物粒子が担持された状態となっている。また、本発明の効果を得られる範囲で、本発明の脱ベンジル反応用触媒は、担体にＰｄ粒子が担持されたＰｄ担持体と、担体にＮｂ酸化物粒子が担持されたＮｂ酸化物担持体とを所定の配合割合で混合した混合物の状態であってもよい。
　更に、本発明の脱ベンジル反応用触媒が使用される反応系の溶媒としては、反応物（ベンジル基を有する有機化合物）の少なくとも一部が溶解できる化学的性質を有していれば特に限定されない。例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、炭素数が１～３のアルコールが好ましく挙げられる。これらを任意の割合で混合した混合物を採用してもよい。
　また、本発明の脱ベンジル反応用触媒が使用される反応系における反応物（ベンジル基を有する有機化合物）は、保護基としてベンジル基を有する有機化合物であれば特に限定されないが、ベンジル基が第一級アミノ基、第二級アミノ基、カルボキシル基、及び、水酸基からなる群より選択される少なくとも１種の置換基に対する保護基として前記有機化合物に含まれていることが好ましい。
＜脱ベンジル反応用触媒の製造方法＞
　本発明の脱ベンジル反応用触媒の製造方法は、特に限定されず公知の手法の組合せを採用できる。
　例えば、脱ベンジル反応用触媒は、例えば、担体に、Ｐｄ化合物、Ｎｂ化合物を、水ななどの分散媒（又は溶媒）に投入しＰｄ化合物やＮｂ化合物を担体へ含侵又は吸着することにより実施して担体にＰｄ粒子とＮｂ酸化物粒子が担持された触媒を得てもよい。更に、Ｐｄ化合物やＮｂ化合物を担体へ含侵又は吸着した後の液を必要に応じて還元処理することにより、担体にＰｄ粒子とＮｂ酸化物粒子が担持された触媒を得てもよい。
　例えば、湿式の還元処理を実施する場合には、メタノール、ホルムアルデヒド、蟻酸などの還元剤のほか、ガス状水素を用いることができる。乾式で還元する場合にはガス状水素を用いて行うが、水素ガスを窒素等の不活性ガスで希釈して使用することも可能である。
　Ｐｄの担体への担持と、Ｎｂ酸化物の担体への担持は、同時におこなってもよいし、どちらか一方を先に行い他方を後に行ってもよい。
　また、本発明の脱ベンジル反応用触媒は、担体にＰｄ粒子が担持されたＰｄ担持体と、担体にＮｂ酸化物粒子が担持されたＮｂ酸化物担持体とをそれぞれ個別に上述の方法で作成し、その後、Ｐｄ担持体とＮｂ酸化物担持体とを所定の配合割合で混合した混合物として作成してもよい。
　以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
　＜脱ベンジル反応用触媒の調製＞
　（実施例１）
　脱ベンジル反応用触媒として、カーボン担体に、Ｐｄ粒子と、Ｎｂ酸化物粒子とが担持された触媒｛商品名「ＮＥＤＢＺＬ-９Ｄ」、Ｐｄの含有量：８．７ｗｔ％、Ｎｂの含有量：表１に記載のＲ1、Ｎ.Ｅ.ＣＨＥＭＣＡＴ社製（以下、必要に応じて「Ｐｄ-Ｎｂ２Ｏ５／Ｃ」と表記）｝を用意した。
　このＰｄ-Ｎｂ２Ｏ５／Ｃは、Ｎｂ酸化物粒子は主成分がＮｂ２Ｏ５（ＸＰＳ分析に基づく結果ではＮｂ２Ｏ５が１００％）であった。
　実施例１の脱ベンジル反応用触媒について、Ｐｄの物質量ｎＰｄ（ｍｏｌ）とＮｂの物質量ｎＮｂ（ｍｏｌ）はＩＣＰ分析で測定した。
　実施例１の脱ベンジル反応用触媒を王水に浸し、金属を溶解させた。次に、王水から不溶成分のカーボンを除去した。次に、カーボンを除いた王水をＩＣＰ分析した。
　このＩＣＰの分析結果を用いて、比（ｎＮｂ／ｎＰｄ）の値、Ｒ１の値、Ｐｄの含有量を算出した。結果を表１に示す。
　（実施例２）～（実施例４）
　実施例１の脱ベンジル反応用触媒について、Ｐｄの含有量を実施例２（７．７ｗｔ％）、実施例３（５．７ｗｔ％）、実施例４（４．０ｗｔ％）とし、Ｎｂ酸化物の割合を変化させ、比（ｎＮｂ／ｎＰｄ）の値、Ｒ１の値を表１に示した値に変更したこと以外は、実施例１と同様の調製条件、同一の原料を使用して、実施例２～実施例４の脱ベンジル反応用触媒を調製した。Ｎｂ酸化物粒子は主成分がＮｂ２Ｏ５（ＸＰＳ分析に基づく結果ではＮｂ２Ｏ５が１００％）であった。
　（実施例５）～（実施例１１）
　実施例１と同様の調製条件、同一の原料を使用して、実施例５～実施例１１の脱ベンジル反応用触媒を調製した。
　これらの実施例５～実施例１１の脱ベンジル反応用触媒は、Ｐｄの含有量、比（ｎＮｂ／ｎＰｄ）の値、Ｒ１の値、Ｐｄの含有量がそれぞれ実施例４と同一となった。Ｎｂ酸化物粒子は主成分がＮｂ２Ｏ５（ＸＰＳ分析に基づく結果ではＮｂ２Ｏ５が１００％）であった。
　（比較例１）
　脱ベンジル反応用触媒として、カーボン担体に、Ｐｄ粒子のみが担持された触媒｛商品名「１０％Ｐｄカーボン触媒（Ｗ）ＰＥタイプ」、Ｐｄの含有量：１０ｗｔ％、Ｎ.Ｅ.ＣＨＥＭＣＡＴ社製（以下、必要に応じて「Ｐｄ／Ｃ」と表記）｝を用意した。実施例１の脱ベンジル反応用触媒に対し、Ｎｂ酸化物を担持していなこと以外は、実施例１と同様の調製条件、同一の原料を使用して、比較例１の脱ベンジル反応用触媒を調製した。
　（比較例２）
　比較例１と同様の調製条件、同一の原料を使用して、比較例１と同一のＰｄの含有量を有する脱ベンジル反応用触媒を調製した。
　＜脱ベンジル反応（Ｃ１）＞
　実施例１～実施例４、比較例１の脱ベンジル反応用触媒を使用して、下記化学式（Ｃ１）で示される脱ベンジル反応を実施した。なお化学式（Ｃ１）中、「Ｍｅ」はメチル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　（反応条件）
　式（Ｃ１）で示される反応物１：　１ｍｏｌ
　脱ベンジル反応用触媒：反応物１に対しＰｄ物質量換算値で０．０１ｍｏｌ
　溶媒　　：トルエン
　水素圧　：１ａｔｍ
　反応温度：室温
　反応時間：１時間
　実施例１～実施例４、比較例１の脱ベンジル反応用触媒について得られた結果を表１に示す。
　＜脱ベンジル反応（Ｃ２）＞
　実施例５、比較例２の脱ベンジル反応用触媒を使用して、下記化学式（Ｃ２）で示される脱ベンジル反応を実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　（反応条件）
　式（Ｃ２）で示される反応物１ａ：　１ｍｏｌ
　脱ベンジル反応用触媒：反応物１に対しＰｄ物質量換算値で０．０１ｍｏｌ
　溶媒　　：メタノール
　水素圧　：１ａｔｍ
　反応温度：室温
　反応時間：表１に記載
　実施例５、比較例２の脱ベンジル反応用触媒について得られた結果を表１に示す。
　＜脱ベンジル反応（Ｃ３）＞
　実施例６の脱ベンジル反応用触媒を使用して、下記化学式（Ｃ３）で示される脱ベンジル反応を実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　（反応条件）
　式（Ｃ３）で示される反応物１ｂ：　１ｍｏｌ
　脱ベンジル反応用触媒：反応物１に対しＰｄ物質量換算値で０．０１ｍｏｌ
　溶媒　　：重メタノール　（ＣＤ３ＯＤ）
　水素圧　：１ａｔｍ
　反応温度：室温
　反応時間：表１に記載
　実施例６の脱ベンジル反応用触媒について得られた結果を表１に示す。
　＜脱ベンジル反応（Ｃ４）＞
　実施例７の脱ベンジル反応用触媒を使用して、下記化学式（Ｃ４）で示される脱ベンジル反応を実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　（反応条件）
　式（Ｃ４）で示される反応物１ｃ：　１ｍｏｌ
　脱ベンジル反応用触媒：反応物１に対しＰｄ物質量換算値で０．０１ｍｏｌ
　溶媒　　：重メタノール　（ＣＤ３ＯＤ）
　水素圧　：１ａｔｍ
　反応温度：室温
　反応時間：表１に記載
　実施例７の脱ベンジル反応用触媒について得られた結果を表１に示す。
　＜脱ベンジル反応（Ｃ５）＞
　実施例８の脱ベンジル反応用触媒を使用して、下記化学式（Ｃ５）で示される脱ベンジル反応を実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　（反応条件）
　式（Ｃ５）で示される反応物１ｄ：　１ｍｏｌ
　脱ベンジル反応用触媒：反応物１に対しＰｄ物質量換算値で０．０１ｍｏｌ
　溶媒　　：メタノール
　水素圧　：１ａｔｍ
　反応温度：室温
　反応時間：表１に記載
　実施例８の脱ベンジル反応用触媒について得られた結果を表１に示す。
　＜脱ベンジル反応（Ｃ６）＞
　実施例９の脱ベンジル反応用触媒を使用して、下記化学式（Ｃ６）で示される脱ベンジル反応を実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　（反応条件）
　式（Ｃ６）で示される反応物１ｅ：　１ｍｏｌ
　脱ベンジル反応用触媒：反応物１に対しＰｄ物質量換算値で０．０１ｍｏｌ
　溶媒　　：重メタノール　（ＣＤ３ＯＤ）
　水素圧　：１ａｔｍ
　反応温度：室温
　反応時間：表１に記載
　実施例９の脱ベンジル反応用触媒について得られた結果を表１に示す。
　＜脱ベンジル反応（Ｃ７）＞
　実施例１０の脱ベンジル反応用触媒を使用して、下記化学式（Ｃ７）で示される脱ベンジル反応を実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　（反応条件）
　式（Ｃ７）で示される反応物１ｆ：　１ｍｏｌ
　脱ベンジル反応用触媒：反応物１に対しＰｄ物質量換算値で０．０１ｍｏｌ
　溶媒　　：重メタノール　（ＣＤ３ＯＤ）
　水素圧　：１ａｔｍ
　反応温度：室温
　反応時間：表１に記載
　実施例１０の脱ベンジル反応用触媒について得られた結果を表１に示す。
　＜脱ベンジル反応（Ｃ８）＞
　実施例１１の脱ベンジル反応用触媒を使用して、下記化学式（Ｃ８）で示される脱ベンジル反応を実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　（反応条件）
　式（Ｃ８）で示される反応物１ｇ：　１ｍｏｌ
　脱ベンジル反応用触媒：反応物１に対しＰｄ物質量換算値で０．０１ｍｏｌ
　溶媒　　：メタノール
　水素圧　：１ａｔｍ
　反応温度：室温
　反応時間：表１に記載
　実施例１１の脱ベンジル反応用触媒について得られた結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　表１に示した結果から、本発明の構成を満たす実施例１～実施例４の脱ベンジル反応用触媒は、比較例１の脱ベンジル反応用触媒と比較し、（Ｃ１）で示される脱ベンジル反応の進行を促進し、望みの生成物２（選択率１００％）の収率を大きく向上させていることが明らかとなった。
　また、表１に示した結果から、本発明の構成を満たす実施例５の脱ベンジル反応用触媒は、比較例２の脱ベンジル反応用触媒と比較し、（Ｃ２）で示される脱ベンジル反応の進行を促進し、望みの生成物２ｂ（選択率１００％）の収率が大きく向上していることが明らかとなった。
　更に、表１に示した結果から、本発明の構成を満たす実施例６～実施例１１の脱ベンジル反応用触媒は、（Ｃ３）～（Ｃ８）で示される脱ベンジル反応の進行を促進し、望みの生成物２ｃ～２ｇ（選択率１００％）の収率が大きく向上していることが明らかとなった。
　また、実施例１～４、実施例６～１１の結果から、反応物がいわゆる芳香族Ｎ－ベンジル（式（Ｃ２）の反応物１ａを参照）の場合に、本発明の脱ベンジル反応用触媒は望みの生成物の収率を大きく向上できる優れた触媒活性を有していることが明らかとなった。更に、実施例５の結果から、反応物がいわゆる脂肪族Ｎ－ベンジル（式（Ｃ２）の反応物１ａを参照）の場合であっても、本発明の脱ベンジル反応用触媒は望みの生成物の収率を大きく向上できる優れた触媒活性を有していることが明らかとなった。
　以上の結果から、本実施例の脱ベンジル反応用触媒は、ベンジル基を有する有機化合物から当該ベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応において、従来のＰｄ担持触媒よりも高い収率で目的生成物（脱ベンジル体）を得られることが明らかとなった。
　本発明の脱ベンジル反応用触媒によれば、ベンジル基を有する有機化合物から当該ベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応において、保護基のベンジル基を選択的に脱離でき、従来のＰｄ担持触媒よりも高い収率で目的生成物（脱ベンジル体）を得ることができる。
　従って、本発明は、有機化合物の第一級アミノ基、第二級アミノ基、カルボキシル基、及び、水酸基などをベンジル基で保護する必要のある反応プロセスに採用することが有効であり、医薬・農薬・化学試薬の分野での研究開発、量産技術開発に寄与し、ひいては医薬・農薬・化学試薬の産業の発達に寄与にする。
 

 

Claims (8)

  1. 　ベンジル基を有する有機化合物から前記ベンジル基を脱離させる脱ベンジル反応に用いられる脱ベンジル反応用触媒であって、
    　担体と、前記担体上に担持されるＰｄ粒子とＮｂ酸化物粒子と、を含んでいる、
    脱ベンジル反応用触媒。
  2. 　高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法により求められるＰｄの物質量ｎＰｄ（ｍｏｌ）とＮｂの物質量ｎＰｄ（ｍｏｌ）との比（ｎＮｂ／ｎＰｄ）が下記式（１）を満たしている、請求項１に記載の脱ベンジル反応用触媒。
    　０＜（ｎＮｂ／ｎＰｄ）≦１．０　・・・（１）
  3. 　前記比（ｎＮｂ／ｎＰｄ）が下記式（２）を更に満たしている、請求項２に記載の脱ベンジル反応用触媒。
    　０．１≦（ｎＮｂ／ｎＰｄ）≦１．０　・・・（２）
  4. 　高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法により求められるＮｂの含有率Ｒ１（ｗｔ％）が下記式（３）を満たしている、
    　０＜Ｒ１≦４．０　・・・（３）
    請求項１～３のうちの何れか1項に記載の脱ベンジル反応用触媒。
  5. 　前記Ｒ１が下記式（４）を更に満たしている、請求項４に記載の脱ベンジル反応用触媒。
    　０．５≦＜Ｒ１≦４．０　・・・（４）
  6. 　前記Ｎｂ酸化物がＮｂ２Ｏ５である、請求項１～５のうちの何れか1項に記載の脱ベンジル反応用触媒。
  7. 　前記担体がカーボン担体である、請求項１～６のうちの何れか1項に記載の脱ベンジル反応用触媒。
  8. 　前記ベンジル基が第一級アミノ基、第二級アミノ基、カルボキシル基、及び、水酸基からなる群より選択される少なくとも１種の置換基に対する保護基として前記有機化合物に含まれている、請求項１～７のうちの何れか1項に記載の脱ベンジル反応用触媒。

     
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