KANTO CHEMICAL CO., INC.

Cç2005 No.2（通巻196号）

ISSN 0285-2446

シリカゲル固定化触媒を用いる環境調和型有機合成反応

萩原 久大

動的機能ルテニウム錯体を用いる触媒的不斉マイケル反応

渡辺 正人

化学分析における基礎技術の重要性（2） ― 重量法及び比濁分析法の実際 ―

井上 達也

19

ドイツの切手に現れた科学者、技術者達（9） レオンハルト・オイラー

原田

22

編集後記

馨

2
村田 邦彦

碇屋 隆雄

9

24

シリカゲル固定化触媒を用いる環境調和型有機合成反応
Environmentally Benign Organic Synthesis by the Catalysts Immobilized on Silicagel

新潟大学 大学院自然科学研究科 教授

萩原 久大

HAGIWARA HISAHIRO
Graduate School of Science of Technology, Niigata University

1. はじめに稿では、シリカゲル固定化触媒を用いたアルデヒドの直接的な求核反応および Mizoroki-Heck反応を中心

私達は、環境に調和し、かつ一般性および実用性のに、最近の私達の研究例をまとめた。

ある反応の開発とそれらの応用を研究テーマの一つとしている。反応効率が良いこと、副生成物および排出2. 液相および固相触媒担体物が少なく無害であること、触媒、溶媒のリサイクル使用が可能であること、さらには溶媒が環境に対応していること、などに視点を置いている。

ば、液相触媒担体として使うことができる。既知の均一反応効率の視点からは、触媒反応が望ましい。近年、系触媒を単に溶解させるだけで済むので、極めて簡便

均一系触媒が盛んに研究され 、不斉触媒を含めて素な固定化法となる。加えて、これまで蓄積されてきた均晴らしい機能を持った触媒が多く開発されている。これ

一系触媒の性質をそのまま利用することができる。このらの触媒は明確な構造を持ち、その構造を変化させる

ような目的で、これまでもポリエチレングリコールや水なことにより触媒活性のチューニングが可能である。そのどが利用されてきた。しかし、反応の一般性、反応後にため、高い反応性と選択性が実現されてきた。しかし、生成する塩の除去などに問題点が残る。その点、非脂これら均一系触媒の弱点はその安定性にある。多くは

溶性、非水溶性、非揮発性という際立った性質を持つ

熱や酸素や湿気に敏感であり、特に金属錯体系触媒

イオン液体は、液相触媒担体として注目に値する。

はクラスター化によって活性を失い易い。これが均一固相担体に化学的あるいは物理的に触媒残基を担持系触媒のリサイクル使用上の主たる問題点となっていする方法は、より一般的である。無機固体担体として、る。それに加え、触媒回転率（ターンオーバー数，以シリカゲル、アルミナ、ヒドロキシアパタイト、ゼオライト、

下TONと略記）がそれほど良くない。

クレイ、
モレキュラーシーブスなど様々な材料が考えられ、固体触媒はこれに対し相補的な性質を持っている。

使われてきた。無機担体ばかりでなく、ポリマーや最近安定で容易に分離でき、そのためリサイクル使用可能

ではデンドリマーのような高分子担体も利用されている。

である。しかしその構造が必ずしも明確でないため、

しかし、高分子担体はその合成に高価な試薬を必要と触媒活性のチューニングが難しい。高度な変換反応へする場合がある。多段階反応や重合反応を使うなどのの展開、たとえば不斉炭素-炭素結合形成反応などは他、担体合成試薬の残留の問題点も少なくない。

緒に就いたばかりである。

2

他の溶媒に溶解せずかつ揮発性の無い溶媒があれ

これらの中でシリカゲルは、溶媒によって膨潤しない、両者の特長を取り入れ、高い活性と安定性、リサイ

そのため反応溶媒の選択肢が広い、低分子量の不純クル性を満足させる簡便な方法の一つとして、均一系物を含まない純粋なものが得られる、多孔質構造を持

触媒を液相あるいは固相に固定化する方法がある。本つ、広い比表面積を持つ、成型しやすい、適度な比重

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（通巻196号）

シリカゲル固定化触媒を用いる環境調和型有機合成反応を持っている、経済的である、機械的、化学的に安定である、など多くの利点を持っている1）。
このような中で、私達は固相担体としてのシリカゲルと液相担体としてのイオン液体、および両者の組み合わせに着目した。

これらの反応をより環境対応度が高く持続性のあるものとするため、アミン部を固定化したアミン担持シリカ

3. アミン担持シリカゲル触媒によるアルデヒドの直接的求核反応

ゲルを触媒として用いることを検討した。
アミン担持シリカゲルの調製にはゾルゲル法もある
が、市販のシリカゲルを用いシランカップリングにより担

アルデヒドは重要な合成素材であり、とくに求電子試

持するポストモディフィケーション法が便利である。手ご薬として優れた性質を持っている。これに対し、アルデろに使えるのはアモルファスシリカゲルである。私達はヒドを求核試薬として直接用いた例は希である。それ

主としてカルムクロマト用の球状シリカゲルを用いた。

はアルデヒドのエノラートあるいはエノールエーテル種

回収性を考慮してモレキュラーシーブスの様な形状をを定量的に発生させることが困難なためである。そのもつシリカゲルペレットへの担持もおこなった。また、蜂ため、一旦エナミンやエノールエーテル種に変換したの巣状の細孔構造を持つFSM-16メソポーラスシリカゲ

後、求核反応に用いざるを得ない。しかしこれらは一ルも最近注目されている。ナノメーターサイズの細孔径

般的に不安定であり、その合成収率にも問題が残る。

をコントロールして作ることができるため、鋳型効果がこの問題に対し、私達はジエチルアミノトリメチルシ期待できる。

ラン（DEATMS）がアルデヒドの直接的1,4−求核反応

アミン残基の担持操作は、炭化水素系溶媒中でシリに有効な触媒であることを見出した 2）。DEATMSの役

カゲルとシランカップリング剤を加熱するのみで良い 3）。

割はin situでのアルデヒドのジエチルエナミンの生成でこの方法で1級、2級、3級アミン残基をアモルファスおあり、適度な不安定性を持つジエチルエナミンが中間

よびメソポーラスシリカゲルに担持した（Fig. 1）。アミン体となりジエチルアミノ基を移動させつつ触媒サイクル

残基の担持量は、燃焼分析により求めることができる。

を回している。反応後は抽出操作を必要とせず蒸留の

通常はグラム当り0.7〜1ミリモルの担持量で、この値はみで済み、また廃棄物も少量のシロキサンとジエチルア

表面上のシラノールのほぼ半分がグラフトされたことをミンのみであるため、実用性が高く簡便かつ環境に対示している。

応した5-ケトアルデヒドの合成法である（eq.1）。

こうして調製した3種類のアミン担持シリカゲルを触媒として、アルデヒドの直接的求核反応の検討を行った。

この反応はアルデヒドの直接的求核反応、すなわちドミノ型反応による三員環形成反応（eq.2）、自己アルドール反応によるα,β-不飽和アルデヒドの合成（eq.3）にも展開することができた。反応条件は温和であり、酸あるいは塩基に弱い置換基、たとえば OTHP、OAc、OTBDMS基も脱保護されることはない。

N-メチル-3-アミノプロピル残基を担持したFSM-16メ
ソポーラスシリカゲル（NMAP-FSM16）は、トルエン中
アルデヒドのビニルケトンに対する直接的な 1,4-付加反応の効率的な触媒となった（eq.4）4）。アモルファス担THE CHEMICAL TIMES 2005 No.2
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3

持シリカゲルあるいは均一系2級アミン触媒よりも好収率

ノプロピル基担持アモルファスシリカゲル触媒（以下で5-ケトアルデヒドを与えた。反応後は希薄なK 2CO 3水

NMAPと略記）の方が優れていた。生成物の抽出は、溶液、つづいて水で洗浄するのみで数回のリサイクル

ジエチルエーテルを加え撹拌した後、上層のエーテル使用が可能であった。反応条件が温和なため、酸あ層をデカンテーションによって単離した。この反応系でるいは塩基に弱い置換基を持つ基質にも対応する。こは触媒の単離とアルカリ洗浄による活性化の必要がなの反応はMgO、ハイドロタルサイト等の従来型の固体

い。

塩基触媒では全く進行しない。

さらにNMAP触媒を［bmim］PF 6に固定化した反応
系はアルデヒドの直接的自己アルドール縮合反応にも有効であり、α,β-不飽和アルデヒドを与えた（eq.7）3）。
反応条件は非常に温和であり、酸あるいは塩基に弱い
また、このシリカゲルは、アルデヒドの直接的な自己ア置換基が 存在しても問題はなかった。パウダー状のルドール縮合の触媒としても、均一系のアミン触媒よりもNMAPを当初用いたところ、リサイクル実験で収率にば高い活性を示し、α,β-不飽和アルデヒドを好収率で与えらつきがあった。この問題は、ペレット状のシリカゲル

た（eq.5）5）。この反応においても、シリカゲルは簡単にを用いることにより解決した。さらにイオン液体と触媒と回収でき、数回のリサイクル使用が可能であった。

の間の比重差が大きくなった結果、生成物の抽出操作が容易になった。このNMAP触媒をイオン液体と組み合わせた反応系は、少なくとも8回までリサイクル使用可能である。

このようにアルデヒドの直接的求核反応に対するア
ミン担持シリカゲル触媒の有用性が示されたが、シリカゲル固定化触媒をさらに液体に固定化することにより、触媒のみならず反応溶媒を含む反応系全体のリサ
イクルを試みた。
液体固定相としてイオン液体［bmim］PF6を用いアル

4. アミン担持シリカゲル触媒による超臨界二酸化炭素中でのアルデヒドの直接的自己アルドール反応

デヒドの 直 接 的 1 , 4 - 付 加 反 応を検 討した（ e q . 6 ）6 ）。

4［bmim］PF 6は、酸素と湿気に対する安定性、合成しや超臨界二酸化炭素は、毒性が少なく不燃性であり容すいこと、非水溶性と非脂溶性が高いこと、などから選易に除去できること、比較的温和な条件で臨界点に達んだ。この反応系の場合、収率および取り扱いやすさ

すること、などから環境対応型の反応媒体として注目の点から比較すると、N-メチル-3-アミノプロピル基担持されている。NMAPは、超臨界二酸化炭素中アルデヒ

FSM-16メソポーラスシリカゲル触媒よりN-メチル-3-アミドの自己アルドール縮合反応に関しても触媒活性を示

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シリカゲル固定化触媒を用いる環境調和型有機合成反応

した（eq.8）7）。アミンと二酸化炭素はカルバミン酸を生成しやすいが、超臨界二酸化炭素中でも活性を示すことは興味深い。この反応条件も温和で、酸あるいは塩基に弱い官能基も安定である。反応後の処理の簡単なことも特長となる。

6. アミン担持シリカゲル 触媒によるエステル
交換反応
β-ケトエステル類はアルキル化や縮合反応など様々
5. アミン担持シリカゲル 触媒による水溶媒でのKnoevenagel反応

な反応の基質として重要である。ジケテンの入手が限られ使用にも注意が必要であるため、これらの合成には主としてアセト酢酸メチル類のエステル交換反応がKnoevenagel反応は活性メチレン化合物のアルデヒド

用いられてきた。しかし、これまで均一系、不均一系をへの求核反応であり、生成物はDiels-Alder反応の親

併わせて数多くの触媒系が用いられてきたが、多官能ジエン成分などとして有用であるため、多くの反応例

性基質に対応、しか つ操作性、経済性を満足する反が報告されている。不均一系触媒も検討されてきたが、応例は少なかった。

温和で基質一般性が高く環境にも対応した反応条件はいくつかのアミノ基担持シリカゲルを調べたところ、
N,N-ジエチル-3-アミノプロピル基担持シリカゲル（以下知られていない。
水は毒性が無いこと、安価であること、不燃性であNDEAPと略記）が、キシレン加熱還流下β-ケトエステ

ることなどから、環境対応型の反応媒体として様々な

ルのエステル交換反応に有効であった（eq.10）9）。反

利点を持っている。

応の基質一般性は高く、3級アルコール、酸あるいは塩

アミン担持シリカゲルは、固定化分子触媒として水溶8）基に敏感な官能基を持つ基質にも有効である。触媒は媒でのKnoevenagel反応にも有効であった（eq.9） 。3-

なんら前処理することなく平均収率98%で少なくとも5回

アミノプロピル基担持シリカゲル（以下NAPと略記）
を用のリサイクル使用が可能であった。

いると、反応は室温で進行した。Knoevenagel反応が脱水反応であることを考えると、興味深い結果である。
反応は有機溶媒中よりも好収率か つ短時間で進行する。従来法と比較すると芳香族アルデヒドのみならず
脂肪族アルデヒドとも反応し生成物を与えること、水を溶媒とするにもかかわらず酸および塩基に弱い置換基を持つ基質も安定に反応すること、などが特長である。
マロノニトリルも同様な反応性を示した。この触媒は平均収率82%で少なくとも5回リサイクル使用可能であった。これに対しｎ-ヘキサン中でのリサイクル実験では3回目以降収率が低下し、触媒のアルカリ洗浄による活性化が必要であった。マロノニトリルの反応ではTON

7. イオン 液体によるPd（OAc）2 の 固定化とMizoroki-Heck反応への応用

が9,000と、固定化分子触媒としては極めて高い活性を示した。なお、水相はリトマス試験紙で中性であった。

分子触媒のシリカゲル上への固定化に続いて、イオ

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5

ン液体による金属触媒の簡便な固定化について検討した。

イオン液体はリサイクル可能な溶媒であるが、反応媒

7.1. イオン液体への固定化とMizoroki-Heck反応体としてのコストを考慮に入れ、より経済的かつ簡便な

Mizoroki-Heck反応（以下M-H反応と略記）は一般

方法を検討した11）。イオン液体の非脂溶性、非水溶性、性が高く、様々な官能基に対応できる非常に有用な炭

高い粘度を考え、均一系Pd触媒を溶かし込んだイオン

素−炭素結合形成反応であり、極めて多くの反応例が液体をアモルファスシリカゲル表面に固定化することが知られている。しかし、Pd触媒が容易にクラスター化しできる。

リサイクルが難しいこと、特別な配位子を用いた例を除固定化法は極めて簡単である。Pd（OAc）2を［bmim］

くと触媒効率が必ずしも良くないことなどの問題点があPF 6と THFに溶解させる。その溶液に球状アモルファった。

スシリカゲルを懸濁させ、撹拌後、THFを減圧留去す

そこで、液相に均一系あるいは不均一系触媒を固定る。つづいてジエチルエーテルで洗浄し、乾燥すると化するという考え方に基づき、M-H反応の展開を図っ

サラサラした粉体が得られる。この方法により、PdCl 2、た。はじめにいくつかの均一系パラジウム触媒を用いPd（PPh3）4やPd Blackも固定化することができた。触媒て［bmim］PF 6中で反応を行ったところ、ほぼ満足すべの 固定化量は重量の 増加より求めた 。
［bmim］Br、

き結果が得られた。

［hmim］PF 6、［bmim］（ CF 3SO 2）2Nなど数種のイオン液

続いて、生成物をイオン液体から抽出する際の触媒のロスを防ぐため、不均一系触媒を用いる反応を検討体を試みたが、固定化性能は［bmim］PF 6 が最も良かった。

した。Pd/Cは安価で安定な触媒であるが、これまで炭Pd（ OAc）2を溶解したイオン液体がシリカゲル上にど

素−炭素結合形成反応触媒として使われることが少なのように固定化されているかを調べるため、表面分析

かった。このPd/Cを用いたところ、イオン液体中で反応を行った。SEM（走査型電子顕微鏡）では、固定化前は活性化され配位子が存在しなくても、好収率で反応に比べてより鮮明な画像が得られた。さらに拡大画像

10）が進行し、桂皮酸エステルを与えた（eq.11） 。ヨードでは一次粒子がはっきりと観測された。この結果は、シベンゼン誘導体の芳香環上に電子吸引基や供与基がリカゲル上にイオン性物質が存在することを示してい存在しても反応性に影響が無く、またブロモベンゼン誘る。またAFM（原子間力顕微鏡）によると表面が非常

導体も反応する。塩基の中ではトリエチルアミンが最もに平滑であった。EPMA（Ｘ線マイクロアナライザー）ス

良く、無機塩基では収率が低下した。アクリル酸エス

ペクトルは、リン、フッ素、パラジウム各原子が均等にテルのみならずアクリロニトリルやスチレンも反応し、対分布していることを示した。イオン液体の固定化量とシ応する生成物を与えた。Pd/Cは生成物抽出後もイオン

リカゲルの表面積から計算すると、イオン液体はシリカ

液体相に留まり、このイオン液体相は平均収率88%でゲル表面に均一に塗布されているとは考えがたい。流少なくとも5回のリサイクルが可能であった。リサイクル2動性のある固定化シリカゲルの性状から考えて、酢酸

回目からは若干の収率の低下が見られたが、これは副パラジウムを溶解したイオン液体はシリカゲルの空孔内生するアンモニウム塩によるものであり、水洗で除くことに存在していると考えられる（Fig. 2）。

により触媒活性を回復できた。

6

7.2. 順相シリカゲルへの固定化とMizoroki-Heck反応

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シリカゲル固定化触媒を用いる環境調和型有機合成反応

この固定化触媒を用いたM-H反応の最適条件を検反応の触媒として幅広い応用が期待される。簡単に触討した結果、n-Bu 3Nを塩基としてn-ドデカン中150℃で媒調製が行えること、温和な条件で反応が進行し、加11）反応させると良好な結果を与えた（eq.12） 。前述のえてリサイクルが可能であること、有機溶媒、イオン液

イオン液体中でのM-H反応より短時間および好収率で体、超臨界二酸化炭素、水などさまざまな反応媒体に進行し、基質一般性も高かった。また、溶媒であるn-ド対応できることなど、多くの特長を持っている。

デカンの粘度が低いため、イオン液体溶媒で反応を行

シリカゲル担持触媒については、WightとDavisの総

うよりも生成物および触媒の単離が容易であった。アク説にくわしい 1）。なお、この総説に取り上げられていな

リル酸エステルのみならず、アクリロニトリル、スチレン

い最近の報告を文献欄に示した12~24）。メソポーラスシなども反応した。触媒はリサイクル使用可能で、平均リカゲルの特性を利用した反応、キラル残基を担持し収率94%で少なくとも5回のリサイクルを行うことができたシリカゲルによる不斉合成、有機残基に金属を配位た。3回目から収率の低下が見られたが、これはn-ドデさせたシリカゲル触媒などが最近の研究動向であり、カンに溶けないアンモニウム塩がシリカゲル表面上に多様性を増しつつあることがうかがえる。

沈着したためであり、実際に触媒の流動性が失われてまた、イオン液体を用いた均一系触媒のシリカゲル上いた。この問題点は、薄いアルカリ溶液で洗浄するこへの固定化は極めて簡便であり、この方法も多くの触とにより解決することができた。この固定化触媒の活性媒系に展開可能である。これまでも粘度の高い液相をは高く、TONは68,000、TOFは8,000（h -1 ）に達した。

固定相として用いる方法は行われていたが、イオン液固定化によりPd（ OAc）2が失活せず再使用できること、体を用いたのはMehnertらの仕事が最初である25）。最近

高いTONを示したことから、Pd（OAc）2の安定化と活では、モレキュラーシーブスに固定化した例も報告され性化がイオン液体に固定することにより成されているもている26）。今後が期待される固定化法である。

のと考えられる。

最後に、本研究を進めるにあたり、終始熱意をもって取り組んでいただいた共同研究者の諸氏に深い謝意
を捧げる。

文

献

1）A. P. Wight and M. E. Davis, Chem. Rev. 2002, 102, 3589-3614.
2）萩原久大、有機合成化学協会誌, 2002, 60, 953-962; H.
Hagiwara, Mini Reviews in Organic Syntheses, 2004, 1, 169-182.

なお、均一系Pd触媒を逆相系シリカゲルに固定化す

3）J. Hamaya, T. Suzuki, T. Hoshi, K. Shimizu, Y., Kitayama and H.
Hagiwara, Synlett, 2003, 873-875.

ることもできる。この場合TONは160万という極めて高い活性を示したが、この反応については稿をあらためて紹介したい。

4）K. Shimizu, H. Suzuki, T. Kodama, H. Hagiwara and Y.
Kitayama, Stud. Surf. Sci. Catal., 2003, 145, 145-148; K.
Shimizu, H. Suzuki, E. Hayashi, T. Kodama, Y. Tsuchiya, H.
Hagiwara and Y. Kitayama, Chem. Commun., 2002, 1068-1069.

8. 終わりに5）K. Shimizu, E. Hayashi, T. Inokuchi, T. Kodama, H. Hagiwara
and Y. Kitayama, Tetrahedron Lett., 2002, 43, 9073-9076.

シリカゲル担持分子触媒は調製が容易であり、また廃

6）H. Hagiwara, S. Tsuji, T. Okabe, T. Hoshi, T. Suzuki, H., Suzuki,

棄に神経を使う必要がない。本研究ではアミン担持シ

K. Shimizu and Y. Kitayama, Green Chemistry, 2002, 4, 461-463.

リカゲル触媒を用い主としてエナミン中間体を経る付加

7）H. Hagiwara, J. Hamaya, T. Hoshi and C. Yokoyama, Tetrahedron

反応や縮合反応を扱ったが、さらにさまざまな求核的Lett., 2005, 46, 393-395.

THE CHEMICAL TIMES 2005 No.2
（通巻196号）

78）K. Isobe, T. Hoshi, T. Suzuki and H. Hagiwara, MolecularDiversity, 2005, accepted for publication.
9）H. Hagiwara, A. Koseki, K. Isobe, K. Shimizu, T. Hoshi and T.
Suzuki, Synlett, 2004, 2188-2190.
10）H. Hagiwara, Y. Shimizu, T, Hoshi, T. Suzuki, M., Ando, K.
Ohkubo, C. Yokoyama, Tetrahedron Lett., 2001, 42, 4349-4351.
11）H. Hagiwara, Y. Sugawara, K., Isobe, T. Hoshi and T. Suzuki,
Organic. Lett., 2004, 6, 2325-2328.
12）G. Demicheli, R. Maggi, A. Mazzacani, P. Righi, G. Sartoria andOrganometallics, 2003, 22, 804-811.
Ru錯体をシリカゲル上に担持し、アルコールの酸化反応の触媒とした。
22）D. Li, F. Shi, S. Guo and Y. Deng, Tetrahedron Lett., 2004, 45,
265-268.
ゾルゲル法によりイオン性液体担持シリカゲルを調製し、オキシムの加水分解に用いた。
23）R. Anwander, I. Nagl, C. Zapilko and M. Widenmeyer,

F. Bigia, Tetrahedron Lett., 2001, 42, 2401-2403.

Tetrahedron, 2003, 59, 10567-10574.

アミノプロピル残基を担持したMCM-41をHenry反応の触媒としMCM-41にSm（II）
を担持し、重合反応の触媒とした。

た。
13）H. Ishitani and M. Iwamoto, Tetrahedron Lett., 2003, 44, 299301.
メソポーラスシリカゲルを向山型アルドール反応の触媒とした。
14）M. Iwamoto, Y. Tanaka, N. Sawamura and S. Namba, J. Am.
Chem. Soc., 2003, 125, 13032-13033.
メソポーラスシリカゲルをケトンのアセタール化に用いた。
15）S. Huh, H.-T. Chen, J. W. Wiench, M. Pruski and V. S.-Y. Lin, J.
Am. Chem. Soc., 2004, 126, 1010-1011.
メソポーラスシリカゲルをニトロアルドール反応に用いた。
16）R. S. Timoftea and S. Woodward, Tetrahedron Lett., 2004, 45, 3942.
様々な有機残基をシリカゲルペレット上に担持し、触媒としての可能性を論じた。
17）E. Cano-Serrano, J. M. Campos-Martin and J. L. G. Fierro, Chem.
Commun., 2003, 246-247.
スルフォン酸残基をアモルファスシリカゲルに担持しエステル化の触媒とした。
18）R. Ballini, G. Bosica, D. Livi, A. Palmieri, R. Maggib and G.
Sartori, Tetrahedron Lett., 2003, 44, 2271-2273.
N,N-ジエチルアミノ基を担持したアモルファスシリカゲルを
MichaelおよびHenry反応の触媒とした。
19）Y.-M. Song, J. S. Choi, J. W. Yang and H. Han, Tetrahedron Lett.,
2004, 45, 3301-3304.
シリカゲル上にシンコニン残基を担持し、メソエステルの非対称化に用いた。
20）J. M. Fraile, J. A. Mayoral, J. Serrano, M. A. P. Sola and D.
Castellnou, Organic Lett., 2003, 5, 4333-4335.
キラルアミノアルコールをゾルゲル法により担持しEt2Zn付加の不斉触媒とした。

821）E. Dulie`re, M. Devillers and J. Marchand-Brynaert,

THE CHEMICAL TIMES 2005 No.2
（通巻196号）

24）K. Yu and C. W. Jones, Organometallics, 2003, 22, 2571-2580.
Zn-ジイミド錯体をシリカゲル上に担持し、交互共重合反応の触媒とした。
25）C. P. Mehnert, E. J. Mozeleski and R. A. Cook, Chem. Commun.
2002, 3010.
26）J. Huang, T. Jiang, H. Gao, B. Han, Z. Liu, W. Wu, Y. Chang and
G. Zhao, Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43, 1397-1399.

動的機能ルテニウム錯体を用いる触媒的不斉マイケル反応
Catalytic Asymmetric Michael Reactions with Dynamic Multifunctional Ruthenium Complexes

関東化学株式会社 技術・開発本部 中央研究所 研究員

渡辺 正人

MASAHITO WATANABE
Central Research Laboratory, Kanto Chemical Co. Inc.
関東化学株式会社 技術・開発本部 中央研究所 主任研究員

村田 邦彦

KUNIHIKO MURATA
Central Research Laboratory, Kanto Chemical Co. Inc.
東京工業大学 大学院理工学研究科、フロンティア創研 教授

碇屋 隆雄

TAKAO IKARIYA
Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology and Frontier Collaborative Research Center

1. はじめにオ、および高エナンチオ選択的に進行して、アルドール生成物を与える1）。 この反応ではルイス酸によりカルボニル基が不斉炭素−炭素結合形成反応は、近代有機合成化学において炭素骨格の立体選択的な構築法として重要な活性化され、シリルエノールエーテルによる求核攻撃を受けやすくなるものと考えられている。

手法の一つであり、不斉還元法ではつくり出すことのできない四級不斉炭素や一度に複数の立体中心を構築できることから、これまで様々な量論的反応、および触媒的反応が開発されてきている。特に、触媒的不斉炭素−炭素
結合形成反応としては、不斉アルドール反応、不斉マイケ
ル反応、不斉アルキル化反応、不斉環化反応、不斉カッ

Denmarkらはスキーム2に示すように、光学活性ホスフィ

プリング反応、および不斉転位反応などの多くの反応がンオキシドを不斉ルイス塩基触媒とするトリクロロシリルエノ

詳細に研究されてきており、実用的にも優れた不斉触媒

ラートとアルデヒドとの高ジアステレオおよび高エナンチオ選が開発されている。

択的な不斉アルドール反応の開発に成功している2）。 この

これら不斉触媒として光学活性配位子を有する不斉金反応ではケイ素原子が5あるいは6配位型の高配位状態を属触媒を用いることが一般的であるが、純粋な光学活性形成する性質を巧みに利用している。トリクロロシリル基の有機分子を触媒に用いる不斉触媒反応の研究も盛んに

ケイ素原子がルイス塩基であるホスフィンオキシドと相互作

なってきている。触媒分子が炭素−炭素結合形成を効果用することで高配位ケイ素を形成しつつ、シリルエノレート

的に、しかも立体選択的に行なうためには、2種類の反応の求核性を向上させる。同時に、ケイ素原子のルイス酸

分子、あるいは分子内にある反応性官能基が効率良く活性によってアルデヒドのカルボニル基が活性化される。結果性化されるとともに、触媒反応場の立体環境が厳密に整として光学活性ホスフィンオキシドは塩基触媒として機能しえられる必要がある。これまで、向山アルドール触媒系にて円滑に反応が進行するものと考えられている。

代表されるように、アルデヒドのみを不斉ルイス酸により活性化するものから、多機能分子触媒により各反応基質をそれぞれ独立に活性化するものまで、様々な不斉炭素−炭素結合形成反応が報告されている。代表的研究例をまず紹介する。
シリルエノールエーテルとアルデヒドとの不斉向山アルドー

近年、分子内に酸、および塩基性点の両機能を併わ

ル反応は、スキーム1に示すようにルイス酸触媒として光学せもつ多機能不斉触媒が開発されてきており、これまで困

活性ピロリジン配位子をもつスズ触媒によって高ジアステレ難とされてきた直接的触媒的不斉アルドール反応が達成さ

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9

れるようになった。伊藤、林らは、スキーム3に示すように、てそれぞれに異なる機能を賦与された多機能分子触媒もルイス酸点およびブレンステッド塩基点をもつ不斉金（Ⅰ）触研究されている。例えば、スキーム5に示すように、柴崎ら

3）媒を用いたアルデヒドとイソシアノ酢酸エステル やイソシアの開発した光学活性ビナフトール誘導体とアルキル亜鉛かノ酢酸アミド4）との直接的アルドール反応が円滑に進行すら調製されるZn-Zn-linked BINOL錯体や6）、Trostらの設ることを見いだした。これらの反応では、ソフトな金属中心計したプロリン誘導体から調製される不斉亜鉛錯体 7）はにイソニトリルが配位すると同時に配位子の側鎖のアミノ基

直接的不斉アルドール反応の触媒として有効である。

で脱プロトン化されて金属エノレートとなる。アルデヒドはカ
チオン性の金属中心と相互作用することで活性化され、エノレートの求核攻撃を受け易くなり、結果として反応が高選択的に進行するものと考えられている。すなわち、同一分子内に組み込まれた酸、および塩基機能が協調的に基質を活性化して反応を促進している。
不斉金属触媒以外にも直接的不斉アルドール反応に有効な多機能有機分子触媒も数多く開発されている8）。例
えば、Listらは、スキーム6に示すようにプロリン触媒がケトンとアルデヒドとの直接的不斉アルドール反応に有効である
ことを見いだしている9）。 この反応では、まずプロリンがケトンと反応してエナミンを与える。次いで求核性の増したβ炭素がプロリンのカルボキシル基のブレンステッド酸点で
柴崎らは単一分子中に2種の異なる金属を導入し、一活性化されたアルデヒドと段階的に反応することで触媒サ方をルイス酸点として他方をブレンステッド塩基性点とそれイクルが 回 転しているものと考えられている。さらに、ぞれ役割を分担機能させ、反応基質を同時に集積しつ

MacMillanらはプロリン触媒によるアルデヒドの直接的不斉

つ活性化する多点制御型多機能分子触媒を設計して、クロスアルドール反応が進行することを報告している10）。

様々な形式の炭素−炭素結合形成反応で優れた成果をあげている。例えば、スキーム4に示すように、ランタンアル
コキシド、光学活性ビナフトール誘導体、塩基、および水とから調製されたLLB触媒は、ケトンとアルデヒドとの直接的
不斉アルドール反応に極めて有効な触媒である5）。

不斉アルドール反応と同様に、不斉マイケル反応（不斉共役付加反応）も炭素−炭素結合形成において重要な反応の一つであり、様々なマイケル受容体と供与体の組み合
わせから種々の官能基をもつ光学活性化合物が合成できる11）。不斉マイケル反応に用いられる求核剤は、ジアル
キル亜鉛、Grignard試薬、有機リチウム試薬、有機銅試薬、および有機ボロン酸などの金属で活性化された炭素求核剤や、マロン酸ジエステル、β-ケトエステル、1,3-ジケト

10

この反応では、リチウム金属がブレンステッド塩基としてン、ニトロアルカン、シアノ酢酸エステル、チオール、およびケ

作用し、ケトンのα位のプロトンを引き抜きリチウムエノラート

トンなどの活性水素をもつ有機化合物の2つに大別されを生成する。一方、ランタン金属中心がルイス酸として作る。この反応においても酸塩基複合効果を組み込んだ多用し、アルデヒドを活性化する。このようにそれぞれの金属

機能分子触媒が有効に働く。

中心によって活性化された両基質が立体選択的に反応す有機金属試薬を炭素求核剤に用いたエノン類への触るものと考えられている。さらに、同種の金属を2個導入し媒的不斉マイケル反応として、ジアルキル亜鉛を用いる反THE CHEMICAL TIMES 2005 No.2
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動的機能ルテニウム錯体を用いる触媒的不斉マイケル反応

応が数多く報告されている11b-d, 11f）。この反応では、ニッケ

キーム9に示すように、α位に置換基をもつβ-ケトエステルやル触媒と光学活性β-アミノアルコールやジアミン配位子の組

1,3-ジケトンとα,β-不飽和ケトンとの触媒的不斉マイケル反

み合わせ、あるいは銅触媒と光学活性ホスホロアミダイト配応に有効であり、四級不斉炭素をもつ光学活性化合物を位子の組み合わせが有効である。例えばFeringaらは、ス

効率的に与えることを報告している14）。この反応では、パキーム7に示すように光学活性ビナフトールから誘導された

ラジウム金属にキレート配位したβ-ケトエステルや1,3-ジケ

光学活性ホスホロアミダイト配位子と銅トリフラートからなる

トンに対して、TfOHによるプロトン化によって活性化された錯体存在下、2-シクロへキセノンとジエチル亜鉛が円滑にエノン基質がエナンチオ選択的に反応しているものと考え反応し、98% eeのマイケル付加体を与えることを見いだしられている。

た12）。

マイケル供与体としてマロン酸ジエステルやβ-ケトエステ

金属-炭素結合、特に金属-アリール結合へのエノン類

ルなどの1,3-ジカルボニル化合物を用いる反応は、カルボなどの炭素-炭素二重結合の挿入により、1,4-付加体をエキシル基やケトン基を導入できることから合成化学的にも重ナンチオ選択的に与える反応が知られている。宮浦、林要であり、これまで優れた触媒系が数多く開発されている。

らはスキーム10に示すように、不斉ロジウム触媒を用いた

不斉金属触媒を用いた例では、柴崎らはスキーム8に示す

有機ボロン酸とエノン類との反応により付加体を高い光学ように、前述の2種類の金属を含む多点制御型多機能分

純度で得られることを見いだした11g-h, 15）。BINAPや光学子触媒の概念を拡張して設計されたALB触媒あるいは活性ジエン類16）を配位子にもつ不斉ロジウム錯体が触媒

La-linked-BINOL触媒が環状α,β-不飽和ケトン類とマロンとして有効である。この反応では、アリールボロン酸とロジ酸ジエステル類の不斉マイケル反応に有効であり、対応すウム錯体とのトランスメタル化により生成するアリール-ロジウ

る高い光学純度のマイケル付加体が高収率で得られるこム結合へのエノンの挿入反応が鍵段階である。本反応とを見いだした11a, 11i-l）。ルイス酸性の中心金属によって活の基質一般性は広く、マイケル受容体としてα,β-不飽和ケ性化されたエノンと、分子内のブレンステッド塩基性点にトン以外にもα,β-不飽和エステル、1-アルケニルホスホナー

よって活性化されたエノレートが選択的に反応して付加体

ト、および環状のニトロアルケン類が利用でき、それぞれ高を与えるものと考えられている。さらに、窒素官能基を導入

い光学純度の付加体が得られている。

したNR-linked-BINOL配位子（R = H or CH3）とランタン
アルコキシドから調製されるLa-NR-linked-BINOL触媒は、
環状α,β-不飽和ケトン類とβ-ケトエステル類との触媒的不斉マイケル反応に有効である13）。

一方、不斉有機分子触媒を用いたエノン類と1,3-ジカ
ルボニル化合物の不斉マイケル反応も活発に検討されている。α,β-不飽和カルボニル化合物とマロン酸ジエステル
また、袖岡らは、ブレンステッド塩基性とブレンステッド酸やβ-ケトエステルなどの1,3-ジカルボニル化合物との不斉マ性の2つの機能を有する不斉パラジウム-BINAP錯体がス

イケル反応には、側鎖にカルボキシル基をもつ不斉イミダゾ

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11

リジン触媒が有効である。Jørgensenらは、スキーム11に示すようにアリールボロン酸と三置換ニトロアルケンとが反応すように不斉イミダゾリジン触媒存在下、マロン酸ジエステ

し、熱力学的に安定性の低いシス体が優先的に得られる

ルと鎖状α,β-不飽和ケトン類とが反応し、最高99% eeのとともに、高エナンチオ選択的に両ジアステレオマーが得

マイケル付加体を与えることを見いだした17）。本反応では、られることを報告している21）。

反応中間体としてイミニウムイオンが生成していると考えられている。

1,3-ジカルボニル化合物をマイケル供与体に用いたニト
さらに、β-ケトエステルをマイケル供与体とする触媒的不ロアルケンへのエナンチオ選択的1,4-付加反応では、不斉マイケル反応も報告されている。光学活性ジフェニルエ

斉金属触媒を用いる系としてキラルマグネシウム触媒によチレンジアミンから誘導した不斉イミダゾリジン触媒存在る反応が報告されている。スキーム15に示すように、ビス

下、スキーム12に示すように環状β-ケトエステルとα,β-不飽

オキサゾリン配位子とマグネシウムビストリフラートとの反和ケトンとが反応し、抗凝血薬として知られているwarfarin

応から生成するキラルマグネシウム触媒がニトロアルケンとが収率96%、光学純度82% eeで得られる18）。

マロン酸ジエステルやβ-ケトエステルとの反応に有効であり、マグネシウム上で両基質が活性化され効率良く付加体を与える22）。

ニトロアルケン類をマイケル受容体として用いる不斉マイケル反応は、ニトロ基を含む光学活性マイケル付加体が得られることから合成化学的に利用価値が高い19）。ニトロ

近年、不斉有機分子触媒を用いた、ケトン類や1,3-ジ基の還元反応やNef反応などによりアミンやカルボニルなど

カルボニル化合物などの酸性水素をもつ有機化合物をマの様々な官能基に変換できる。有機金属試薬を炭素求イケル供与体とするニトロアルケンへの触媒的不斉マイケル

核剤に用いたニトロアルケン類への触媒的不斉マイケル反反応の開発が進んでいる8a-f, 19）。ニトロアルケンへのケトン

応として、エノン類への反応と同様にジアルキル亜鉛を用類の触媒的不斉マイケル反応はList23）、およびEnder24）らいる反応が報告されている20）。ニトロアルケンへのジアルキがプロリン触媒による不斉マイケル反応を報告している。まル亜鉛の触媒的不斉マイケル反応は、スキーム13に示す

た、Barbas 25）、Alexakis 26）らはアミノメチルピロリジンやようにFeringaらが独自に開発した光学活性ホスホロアミダ

2,2 -ビピリジン誘導体を用いた不斉マイケル反応を見いだ

イト配位子と銅トリフラートとから系内で生成したCu（I）錯している。最近、Kotsukiらはスキーム16に示すようにピロ20e）体が有効である。

リジン-ピリジン共役塩基触媒が、ケトン類とニトロアルケン類との触媒的不斉マイケル反応において極めて有効であることを見いだした27）。

また、林らは不斉ロジウム触媒存在下、スキーム14に示

12

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動的機能ルテニウム錯体を用いる触媒的不斉マイケル反応

1,3-ジカルボニル化合物をマイケル供与体に用いたニトロコール類やイミン類を高効率に与える実用性に優れた水素

アルケンへのエナンチオ選択的1,4-付加反応に有効な不移動型不斉還元触媒であり29）、実際、触媒前駆体であ斉有機分子触媒が最近相次いで報告されている。ニトロ

るクロロ錯体は塩基と反応し、配位不飽和な16電子アミド

アルケンとマロン酸ジエステルの両基質を分子内の2点で活錯体を与え、これがギ酸や2-プロパノール等の水素供与体

性化させて付加反応を促進する不斉有機分子触媒を用と反応して配位飽和な18電子ヒドリド錯体を生成する。生いる例が知られている28）。スキーム17に示すように、竹本成したヒドリド錯体がケトン類とスキーム18に示すように、6らは分子内にブレンステッド酸性部位とブレンステッド塩基

員環遷移状態を経て協奏的に水素を移動しつつアルコー

28a）

、

ル類を与え、ヒドリド錯体はアミド錯体に戻る。アミド錯体とDengらはシンコナアルカロイドを触媒として利用しており28b）、

アミンヒドリド錯体のみが触媒サイクルに関与し、両錯体のそれぞれが高い光学純度のマイケル付加体を与える。

速やかな相互変換が高効率発現の理由であると考えられ性部位の2つの機能を有しているチオ尿素誘導体をている。

以上のように、1,3-ジカルボニル化合物とα,β-不飽和カルボニル化合物やニトロアルケン類との不斉マイケル反応
においても、マイケル供与体と受容体の活性化に酸塩基

本不斉還元反応における鍵反応は適切に調節された複合効果を巧みに利用した多機能分子触媒の設計指針

ブレンステッド塩基性を有する不斉アミド錯体とアルコール、が活かされている場合が多い。

あるいはギ酸との反応による脱プロトン化により、不斉ルテ

筆者らはカルボニル化合物やイミン類の水素移動型不ニウムアミン錯体が生成することである。筆者らは不斉ル斉還元反応に有効な不斉ルテニウムアミド錯体およびアミテニウムアミド錯体Ru（diamine）（η6-arene）が高いブレン

ンヒドリド錯体の詳細な錯体化学的研究から、精緻に設

ステッド塩基性を有していることに着目して検討したところ、計されたアミド錯体が、α,β-不飽和ケトン類やニトロアルケ

不斉ルテニウムアミド錯体はギ酸やアルコール等の水素供ン類への1,3-ジカルボニル化合物の不斉マイケル反応の触与体以外にニトロメタンやマロン酸ジエステルなどの酸性水媒として有効であることを見いだした。本触媒系には不斉素をもつ有機化合物と反応してルテニウム-炭素結合を有還元反応と同様に、独立した2種類の触媒および中間体するアミン錯体をそれぞれ定量的に与えることを見いだしただけが触媒サイクルに関与して、マイケル供与体と受容体

30, 31, 32a,）をそれぞれ段階的に活性化させつつ中心金属周りに集がアミド錯体から定量的に得られ、その構造はX線結晶構

積して炭素-炭素結合形成を促進している。すなわち、触造解析により決定されている。

。実際、スキーム19に示すように、マロネート錯体

媒サイクルの回転に伴って、金属錯体が酸塩基複合効果に基づいて動的に機能を分化させながら触媒機能を発現している。本稿では、動的機能性をもつ不斉ルテニウムア
ミド錯体の特徴を概説し、次にそれを用いた直接的触媒
的不斉マイケル反応への展開について紹介する。

2. 不斉ルテニウムアミド錯体の特徴と触媒的不斉マイケル反応への展開

次いで、生成したアミン錯体は酸性度の高い配位アミン基を有しており、エノン類を水素結合により錯体上に集積

光学活性ジアミン配位子およびアレーン配位子をもつ不可能でありかつブレンステッド酸として機能できる。すなわ

斉ルテニウム錯体は、ケトン類やイミン類から光学活性アル

ち、スキーム20に示すように求核性の向上したマイケル供

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13

与体が結合したアミン錯体上で、アミンプロトンによって活性化された受容体が反応すればマイケル付加体を効率良反応性やエナンチオ選択性は、スキーム22に示すように溶媒の性質に大きく影響されずに良好な結果を与える。

く与えるものと考えられる。実際に、不斉ルテニウムアミド
錯体存在下、環状α,β-不飽和ケトン類やニトロアルケン類と、1,3-ジカルボニル化合物とが円滑に反応し、対応する
光学活性ケトン類や光学活性ニトロ化合物を高効率で与えることを見いだした。金属/NHによる酸塩基複合作用を有するアミド-アミン錯体の相互変換を駆動力とする触媒的不斉マイケル反応が構築できる。以下に、不斉ルテニウム
アミド錯体を用いたこれら2つの触媒的不斉マイケル反応
について紹介する。

しかし、本反応の結果はアミド錯体の構造に大きく影響を受けることがわかった。特にアレーン配位子の反応性や選択性におよぼす影響は非常に大きい。実際、スキーム23に示すように、アレーン配位子にメチル基を複数導入してかさ高くするにつれ、収率が向上するとともに、エナンチオ選択性も向上し、ヘキサメチルベンゼン配位子をもつアミド錯体の場合に最も良好な結果を示す。これらの結果は、アミド錯体を用いた水素移動型不斉還元反応において、アレーン配位子をかさ高くすると収率が低下する

3. 環状α,β-不飽和ケトン類と1,3-ジカルボニル化合物との不斉マイケル反応32）

傾向と対照的である。アレーン配位子の電子供与性の増大にともないルテニウムの電子密度が増大し、結果として

不斉ルテニウムアミド錯体は、反応系内でクロロ錯体と塩基から調製することも可能であり、予め単離精製するこルテニウム上の有機基の求核性が向上したものと考えられる。

とも可能である。スキーム21に示すように、クロロ錯体とtBuOK存在下、マロン酸ジエステルと2-シクロペンテノンはすみやかに反応し、収率96%でマイケル付加体を与えた。
しかし、エナンチオ選択性は10% eeと低く、反応系内で生成したKClがエナンチオ選択性の低下をもたらすものと考えられる。実際に、アミド錯体にKClを1当量加えた反応
では、収率は高いものの、エナンチオ選択性は40% eeと低い値を示した。しかし、単離精製したアミド錯体を用いると、エナンチオ選択性は大きく向上し、85% eeでマイケ
ル付加体を与えた。これらの結果は純度の高いアミド錯体

触媒効率の向上を目的により高い温度での反応を試を用いることの重要性を示している。ヒドリド錯体も有効で、みた。TsDPENを配位子とする触媒を用いると、スキー

アセトンと反応してアミド錯体に変換され、マイケル付加反ム24に示すように60℃の条件でも高エナンチオ選択的に応を促進する。

反応は進行するが、30〜40℃の反応とは異なり、かさ高いアレーン配位子をもつ触媒ほど収率が低下した。これに対し、MsDPENを配位子にもつアミド錯体の反応は、加熱により促進され、S/C=100でも反応は完結した。これ
らの結果は、MsDPENを配位子にもつ不斉ルテニウムア
ミド錯体が熱に対して比較的安定であるためと考えられる。

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動的機能ルテニウム錯体を用いる触媒的不斉マイケル反応進行するが、entry 2のようにかさ高いt-ブチルエステルの場
合にはエナンチオ選択性は72% eeに低下した。Entry 4〜
7のようにアシル基側の置換基をかさ高くするとエナンチオ
選択性は向上し、最高97% eeのマイケル付加体が定量的に得られる32c）。

同様に、6員環および7員環の環状エノンはマロン酸ジメ
チルと反応し、スキーム25に示すように、高い光学純度のマイケル付加体をそれぞれ、収率99%、不斉収率98% ee、および収率75%、光学純度>99% eeで与える。マロン酸
ジメチルの2位にメチル基をもつ基質を用いた場合にも、収率は低下するが97% eeのマイケル付加体が得られる。エ
ノンの4位にメチル基を有する基質の反応は、収率83%、
光学純度>99% eeでマイケル付加体を与える。以上のようこれらの反応で得られる光学活性ケトン類は有用な化に、不斉ルテニウムアミド錯体は、環状エノンとマロン酸ジ合物であり、スキーム28に示すように光学活性天然物であエステル類との不斉マイケル反応に極めて有効な触媒でる（＋）-Coronafacic acid33）や（＋）-Coronatine33）、ストリキあることがわかる。

ノスアルカロイドの一種である（−）-Tubifolidine 13, 34）、（−）-19,20-Dihydroakuammicine 13, 35）、および（−）Strychnine36）に誘導できることが知られている。

この反応は、S/C=100の条件でグラムスケールの反応にも適用できる。実際、Ru[（R,R）-Msdpen]（hmb）錯体存
在下、スキーム26に示すように2-シクロペンテノンはマロン
酸ジメチルと30℃という穏和な条件で反応し、98% eeの高い光学純度のマイケル付加体が定量的に得られる。化学

α-ニトロ酢酸エステルをマイケル供与体に用いた反応で量論量の反応基質がすべて生成物に変換されるため、は、マロン酸ジエステルやβ-ケトエステルの場合に有効な触媒を分離するだけで光学活性体が簡便に合成できる触媒であったRu[（ R,R）-Msdpen]（ hmb）やRu[（ R,R）-等、不斉ルテニウムアミド錯体は実用性にも優れた触媒とTsdpen]（hmb）
を用いても良好な結果は得られない。しか言える。

し、スキーム29に示すように電子求引性の強いトリフルオロ
メチル基をもつ触媒を用いると、反応は円滑に進行し、90% eeを超えるマイケル付加体を高収率で与えることがわ
かった32b）。α-ニトロ酢酸エステルを用いた不斉マイケル反応はFeringaらにより報告されており、ALB触媒存在下、αニトロ酢酸エステルとビニルケトン類との不斉マイケル反応

マロン酸ジエステルより酸性度の高い水素をもつβ-ケトエによりマイケル付加体が最高80% eeで得られる37）。これま

ステルの反応では13）、スキーム27に示すように基質の構造で高エナンチオ選択的な反応が見いだされていなかったα-がエナンチオ選択性に大きな影響を与える。Entry 1のよう

ニトロ酢酸エステルの不斉マイケル反応が、触媒の電子的にメチルエステルの反応は91% eeと高エナンチオ選択的に微調整により効率良く進行する。

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本反応の反応性や選択性は、反応溶媒や錯体のアレーン配位子およびジアミン配位子の構造に大きく影響される。たとえば、マロン酸ジエステルの反応では、スキーム31に示すように、クロロホルムやTHF中では低い光学純度の生成物が低収率で得られ、DMFやアセトニトリルなどの非プロトン性極性溶媒中では、原料のβ-ニトロスチレンが重合し、目的とするマイケル付加体はほとんど生成しなかった。反応溶媒としてトルエンを用いた場合に、原料の重合が抑えられるとともにマイケル付加体を中程度の収率およ4. ニトロアルケン類と1,3-ジカルボニル化合物との不斉1,4-付加反応38）

びエナンチオ選択性で与えた。

ニトロアルケン類への不斉1,4-付加反応は、生成した
マイケル付加体のニトロ基を官能基変換することで様々な化合物に誘導できることから重要な反応である。これまでに報告されているニトロアルケンへのエナンチオ選択
的1,4-付加反応の中で、1,3-ジカルボニル化合物をマイケル供与体に用いた触媒的不斉1,4-付加反応の報告例は少なく、スキーム15および17で述べたように不斉金属触媒を用いる系としてビスオキサゾリン配位子とマグネシ

触媒の構造変化による反応性やエナンチオ選択性の相

ウムビストリフラートとの反応から生成するキラルマグネシ

関を精査したところ、スキーム32に示すように、多置換アレ

ウム触媒を用いる系や22）、不斉有機分子触媒を用いる

ーン配位子を有するアミド錯体が高活性を示し、高い光学

28a）

純度のマイケル付加体が収率よく得られた。さらに、ジアミ系としてチオ尿素誘導体やいた系、シンコナアルカロイドを用

28b）が知られているのみである。

ン配位子のスルホニル基上の置換基の効果は絶大であ

筆者らは上述したように、不斉ルテニウムアミド錯体Ruり、ペンタメチルベンゼンスルホニル基をもつジアミン錯体が（diamine）（η6-arene）が1,3-ジカルボニル化合物と環状エ

最も良好な結果を与える。反応は−20 ℃においても円滑

ノンとの不斉マイケル反応の触媒として有効であることをに進行して、最高94% eeで対応する生成物が得られた。

報告した。マイケル受容体として、環状エノン類の反応は円滑に進行するものの、鎖状エノン類はほとんど反応
しないことがわかった。そこでより活性化されたオレフィン
であるニトロアルケン類の反応を検討した。その結果、
スキーム30に示すように不斉ルテニウムアミド錯体存在下、芳香族置換ニトロアルケン類とマロン酸ジエステル、
β-ケトエステル、および1,3-ジケトンなどの1,3-ジカルボニ
ル化合物とが円滑に反応し、対応する光学活性ニトロ化

最も高い触媒活性を示すRu[（S,S）-Psdpen]（hmb）錯合物を高収率、高エナンチオ選択的に与えることを見い体（Ps = pentamethylbenzenesulfonyl, hmb = hexamethyl-

だした。

benzene）
は、様々な芳香族置換ニトロアルケンの不斉1,4付加反応に有効であり、スキーム33に示すように、パラ位に電子供与性のメチル基、または電子求引性のフルオロ基をもつ基質とマロン酸ジエステルとから高い光学純度のマイケル付加体が収率良く得られる。さらにチオフェン環やフラン環をもつ基質の反応では、それぞれ97% ee、98%

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動的機能ルテニウム錯体を用いる触媒的不斉マイケル反応

eeと高いエナンチオ選択性で光学活性なニトロ化合物が5. まとめ得られる。
以上のように、不斉ルテニウムアミド錯体存在下、α,β不飽和ケトン類や芳香族置換ニトロアルケン類と1,3-ジカル
ボニル化合物が高収率、高エナンチオ選択的に反応することを見いだした。キラルルテニウム触媒のもつ金属／
NH酸塩基複合効果にもとづく動的に変化する多機能触媒作用が効果的に働くことによって触媒効率が決まること、触媒の電子的および立体的微調整により最適触媒がマイケル供与体としてマロン酸ジエステルのほかβ-ケトエ

決められることなどがわかった。キラルアミド錯体の構造、ステルや1,3-ジケトン類も利用できる。反応結果はスキーム

および機能は明らかにされつつあるものの、他方のキラル34に示すように、カルボニル化合物の立体的かさ高さに大アミン錯体の構造は必ずしも明確にされていない。ルテニ

きく影響される。アシル基の置換基がかさ高くなるにつれてウムアミド錯体と1,3-ジカルボニル化合物との反応により生

反応性および選択性は向上し、最高94% eeでマイケル付

成するルテニウム-Oエノラート、あるいはルテニウム-Cエ

加体が得られる。さらに本触媒系は1,3-ジケトン類の反応

ノラート錯体の錯体化学的検討がさらに必要である。本にも有効であり、最高97% eeの付加体がほぼ定量的に得触媒系の基本概念である動的機能分化型触媒機能は、られる。

炭素-水素結合および炭素-炭素結合形成反応だけでなく、他の分子変換反応にも応用可能と考えられ、構造化学的知見を蓄積しつつ、より一般性を高めるための検討を進めている。

文本マイケル反応の特徴として高い触媒効率、高い原子効率など優れた実用性が挙げられる。化学量論量の反応基質からほぼ定量的に生成物が得られることから、反応終了後に触媒をカラムクロマトで分離するだけで生成物が単離できる。またグラムスケールの反応も可能であり、実際、スキーム35に示すように、不斉ルテニウムアミド錯体
Ru[（S,S）-Psdpen]（hmb）の存在下（S/C = 100）、芳香族
置換ニトロアルケンとマロン酸ジメチルとの反応により、95%
eeの抗うつ剤ロリプラムの中間体26b）が94%の単離収率で
得られる。

献

1）Mukaiyama-aldol reaction: (a) Mukaiyama, T.; Kobayashi, S.;
Uchiro, H.; Shiina, I. Chem. Lett. 1990, 129. (b) Kobayashi, S.;
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（通巻196号）

17

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10）Northrup, A. B.; MacMillan, D. W. C. J. Am. Chem. Soc. 2002,
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11）Recent leading reviews on chiral metal catalyzed reactions : (a)Kanai, M.; Shibasaki, M. In Catalytic Asymmetric Synthesis, 2nded.; Ojima, I., Ed.; Wiley: New York, 2000 ; pp569. (b) Jacobsen,
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Sodeoka, M. Org. Lett. 2003, 5, 3225.
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17）Halland, N.; Aburel, P. S.; Jørgensen, K. A. Angew. Chem., Int.
Ed. Engl. 2003, 42, 661.
18）Halland, N.; Hansen, T.; Jørgensen, K. A. Angew. Chem., Int. Ed.
Engl. 2003, 42, 4955.
19）Recent leading review of asymmetric Michael additions tonitroalkenes : Berner, O. M.; Tedeschi, L.; Enders, D. Eur. J. Org.
Chem. 2002, 1877.
20）Cu -catalyzed1, 4 -addition of diethylzinc : (a) Sewald, N.;
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THE CHEMICAL TIMES 2005 No.2
（通巻196号）

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A.; Minnaard, A. J.; Feringa, B. L. Tetrahedron 2002, 58, 5773.
(d) Luchaco - Cullis, C. A.; Hoveyda, A. H. J. Am. Chem. Soc.
2002, 124, 8192. (e) Duursma, A.; Minnaard, A. J.; Feringa, B. L.
J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3700.
21）Rh catalysts: Hayashi, T.; Senda, T.; Ogasawara, M. J. Am. Chem.
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Wittenberger, S. J.; Morton, H. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121,
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King, S. A.; Morton, H. E.; Plagge, F. A.; Preskill, M.; Wagaw, S.
H.; Wittenberger, S. J.; Zhang, J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124,
13097.
23）List, B.; Pojarliev, P.; Martin, H. J. Org. Lett. 2001, 3, 2423.
24）Enders, D.; Seki, A. Synlett 2002, 26.
25）Betancort, J. M.; Barbas, C. F., III. Org. Lett. 2001, 3, 3737.
26）(a) Alexakis, A.; Andrey, O. Org. Lett. 2002, 4, 3611. (b) Andrey,O.; Alexakis, A.; Bernardinelli, G. Org. Lett. 2003, 5, 2559. (c)Andrey, O.; Vidonne, A.; Alexakis, A. Tetrahedron Lett. 2003, 44,7901.
27）Ishii, T.; Fujioka, S.; Sekiguchi, Y.; Kotsuki, H. J. Am. Chem. Soc.
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28）Organocatalysts: (a) Okino, T.; Hoashi, Y.; Takemoto, Y. J. Am.
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29）(a) Hashiguchi, S.; Fujii, A.; Takehara, J.; Ikariya, T.; Noyori, R.
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Uematsu, N.; Ikariya, T.; Noyori, R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118,
2521. (c) Uematsu, N.; Fujii, A.; Hashiguchi, S.; Ikariya, T.;
Noyori, R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 4916. (d) Haack, K.-J.;
Hashiguchi, S.; Fujii, A.; Ikariya, T.; Noyori, R. Angew. Chem.,
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30）Murata, K.; Konishi, H.; Ito, M.; Ikariya, T. Organometallics
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33）(a) Nara, S.; Toshima, H.; Ichihara, A. Tetrahedron Lett. 1996, 37,6745. (b) Nara, S.; Toshima, H.; Ichihara, A. Tetrahedron 1997,
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34）Shimizu, S.; Ohori, K.; Arai, T.; Sasai, H, Shibasaki, M. J. Org.
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2004, 60, 9569. (b) Ohshima, T.; Xu, Y.; Takita, R.; Shimizu, S.;
Zhong, D.; Shibasaki, M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14546.
37）Keller, E.; Veldman, N.; Spek, A. L.; Feringa, B. L. Tetrahedron :Asymmetry. 1997, 8, 3403.
38）Watanabe, M.; Ikagawa, A.; Wang, H.; Murata, K.; Ikariya, T. J.
Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11148.

化学分析における基礎技術の重要性（2）Importance of Basic Technique on Chemical Analysis (2)― 重量法及び比濁分析法の実際 ―関東化学株式会社

井上 達也

検査部

TATSUYA INOUE
Kanto Chemival Co.,Inc. Inspection Dept

1. はじめにに試料液量の2~3倍の呼び容量の容器を用いると操作しやすい。

近年の機器分析の発達は目覚しいが、例えば試料中の主成分の分析では、重量法（Gravimetry）、滴定法（Titrimetry）、比色分析法（Colorimetry）、比濁分析法（Turbidimetry）等の分析法が使われるケースが多い。し【試料液の液性】
生成する硫酸バリウムは完全に析出するわけではなく、液性に応じて溶解度が変化する。
その例を図1に示す。

かし、手間と熟練を要するこれらの方法に通じた分析者
は確実に減少している。一方で標準物質の値付けでは重量法をはじめとする基準分析法（Definitive methods）
は重要であり、トレーサビリティの観点からも技術の伝承を必要としている。

2. 重量法（Gravimetry）

図1 硫酸バリウムの液性と溶解度の関係（Atherton Seidell Solubilities of inorganic and metal organic
compounds 、D.VAN NOSTRAND COMPANY, Inc NEW YORK,1940より）一般的に重量法は、分析対象物質を含む溶液に沈殿

炭酸イオン、りん酸イオン、しゅう酸イオン等のアニオンの剤を添加して、組成が一定の難溶性沈殿を生成させ、そ共存で各バリウム塩が共沈しやすく、ろ過が困難となるたの質量をはかる。重量法は試験の工程が多いため、各め、一般的に0.05 mol／L程度の塩酸酸性で煮沸時に工程に試験精度を左右するポイントが存在する。その代

熱塩化バリウム溶液を加えることが多い。

表例である硫酸バリウム重量法を取り上げ、それぞれ要点【沈殿生成】

について述べる。
【工程】
硫酸ナトリウムの水溶液に塩酸酸性で塩化バリウム溶液を加え、硫酸バリウムの沈殿を形成し、ろ過、水洗、強熱して秤量する。
【器具の選択】

沈澱を生成するに際し、以下のポイントが重要である。
（1）生成する沈澱量は、必要とする秤量精度を満たす範
囲内であまり多くならないようにすることで、その後のろ過洗浄の操作が容易になる。
（2）試料溶液、沈澱剤溶液ともに濃度の低い状態とし、ガラス棒を伝わらせて試料溶液と同じ温度にした沈澱

一般的にガラス器具を使用するが、細かなキズが多い剤溶液を少量ずつ加え、かき混ぜる。沈澱剤溶液をとその部分に生成した沈殿が付着して取り出せないことが添加後に静置し沈澱を沈降させ、上澄み液に少量のあるので表面がきれいなものを使用することが好ましい。

沈澱剤溶液を加え更なる沈澱が形成されないことを確

また、JIS K 0050化学分析方法通則に記載されるよう認し、この操作を完了させる。新たに沈澱が形成され

THE CHEMICAL TIMES 2005 No.2
（通巻196号）

19

る場合、先の操作を繰り返す。
（3）時計皿で覆い適切な時間温浸し、沈殿の結晶を成長移るまでこれを繰り返す。容器の内壁及びガラス棒に付着した沈澱をポリスマンでこすって落とし、ポリスマン及びさせると共に不純物を溶解させる。

容器の内壁を少量の洗浄液で洗い、沈澱をろ紙上に流結晶の成長が不足する場合には、更に時間をかけてし込む。
（写真4,5）

成長させる。
【ろ過】
ろ過の操作は、ろ紙の選択も重要である。以下にJIS P
3801ろ紙（化学分析用）に規定するろ紙を表１に記載する。
表１ 定量ろ紙の種類と性能

硫酸バリウムの場合では5種Cのろ紙を使用するが、他の沈澱の場合適切なろ紙を選択する必要があり、選択が悪い場合にはろ過に必要以上の時間を要してしまう。

写真4．ポリスマンで沈殿をかき集め 写真5．あらかじめちぎり取っておいたてろ過
ろ紙片で、ポリスマンに付いた沈殿をふき取り、合わせて処理する

次に洗浄に移るが、洗浄と残存する不純物量の関係は次の式で示される。

ろ紙は、四分円形に折り、円錐形に開いてロートに水または洗浄液で密着させることが肝要である。
（写真1,2）
Wn：残存する不純物量（g） V：1回の洗浄液量（mL）
Wo：最初に付着した不純物量（g） n：洗浄回数
u：沈澱に残留する母液量（mL）
表２に示すとおり、不純物（Wo）0.1ｇを含む沈殿を、その残留母液量（u）が１mLであるとして、1回の洗浄液量（V）が10ｍLで４回、また同じく40ｍLで１回それぞれ洗浄
写真1．密着前

写真2．密着後した場合、両者の残存する不純物量（Wn）
は357倍の差となる。即ち、不純物除去のための洗浄は、１回の洗浄液の量よりも洗浄回数が重要であることが理解できよう。

また、ろ紙は保管状況
によっては室内の汚染物

表２ 洗浄と残存する不純物量の関係

質を吸着している場合もあり、試験によっては引き続き洗浄する必要がある。

硫酸バリウム重量法の場合、沈澱剤溶液である塩化バろ過の操作は、まず上リウム及び塩酸が残存する不純物であり、ろ過液に硝酸

澄み液をガラス棒に伝わ銀を加え塩化物イオンが検出されなくなるまで洗浄を継続らせながら、静かに紙上に注ぎろ過する。
（写真3）

写真3．上澄みをポリスマンに伝わらせて静かに注いでろ過

沈澱はできる限り容器中に残し溶液部分を先にろ過す

20する。しかし、先に述べたように硫酸バリウム自体も水に溶解するため、過剰な洗浄は好ましくない。
【恒量化】

る。次にできるだけ少量の洗浄液で容器の内壁を洗い、灰化及び強熱に用いるるつぼは、事前に各試験条件

洗浄液と共に沈澱をろ紙上に流し込む。沈殿がろ紙上にの温度で恒量にしておく。恒量の定義は分野により若干

THE CHEMICAL TIMES 2005 No.2
（通巻196号）

化学分析における基礎技術の重要性（２）異なるが、JIS K 0067化学製品の減量及び残分試験方るので扱い方に留意を要す。即ち、塩化バリウム溶液を法の残分試験の場合には、強熱、放冷、質量測定の操用いて硫酸バリウムの濁りを発生させる場合、先の重量作を2回繰り返し、2回の質量の差が0.3 mg以下になった

法で述べたとおり溶解度の影響が大きく、30 mLの試験

状態を恒量としている。

液に対し硫酸バリウム0.01〜0.02 mg程度が溶解してしま【強熱】

う。そのため、European Pharmacopoeia 4th Edition 2002

沈澱をろ紙で包むようにして恒量のるつぼに移し入れ、では、0.015 mgの硫酸イオンに塩化バリウム溶液を加えて沈澱が飛び散らないように注意して、水分を蒸発させる。

この溶解する分を前もって処理し、これに試料及び標準

かつてはガスバーナーが主流であったが最近ではホットプ

液を加えて試験する改良法が記載されている。

レートと電気炉が使用されることが多い。次にろ紙の炭化

一方、塩化バリウム溶液を用いる硫酸塩の試験についと灰化を行うが、酸素が不足すると以下の反応が起きるては、衛生試験法・注解 2000（波長430 nmで吸光度をことがある。

測定する方法）やJIS K 8001試薬試験方法通則の5.15でBaSO4＋4C→BaS＋４CO

も比濁法が採用されており、改めてこの方法による信頼

これを回避するには空気を十分に供給しながらなるべく性の検証を行ったので紹介する。まず硫酸塩標準液

低温で加熱するか、あるいは灰化後に放冷し、硫酸を1滴（0.01ｍgSO 42-/ｍL）0〜10ｍLを用いて、JIS K 8001の程度加えて沈澱をうるおし、再び強熱する。しかし、最近

5.15の方法で調製した試料の吸光度（波長430nm）を測ではガス雰囲気炉を利用して空気を送り込むことでろ紙に定した。次にEuropean Pharmacopoeiaに基づき同様に調よる還元が回避できる。ただし、るつぼのふたを使用する製した試料についても吸光度を測定した。両者の検量

場合には、そのずらし方の影響を強く受けるが技術が熟線を図2に示すが、両検量線は同等の直線性と傾きがあ練すれば、必ずしもふたを用いる必要はない。

ることからJIS法の信頼性が確認できた。

また、紙のような有機物を強熱すると、多量の炭化物が発生し灰化に時間を要すことがある。この場合も酸素不足が主な原因であることが多い。また、炭化物とるつぼの底の部分に空間ができたり分解時の発泡により炭化物中に多くの空間が生じることで、熱伝導が悪くなるケースもある。このような場合、いったん放冷し、少量の水で炭化物をうるおし、この空間をなくし炭化物とるつぼの接触を良く

図2 塩化バリウム比濁法による硫酸塩の検量線してから、再度加熱すると短時間で灰化できることが多い。

4. 終わりに【秤量】
るつぼに赤みがなくなり、手をかざして熱くならない程度

最近では、陰イオンの分析でイオンクロマトグラフ、キャピ（100〜200 ℃）に放冷してからシリカゲル等を入れたデシケ

ラリー電気泳動等の機器がしばしば用いられるが、主成ーター中で放冷し、質量をはかる。恒量となるまで強熱か分のイオンが簡単な方法で精度よく経済的に測定できる比ら秤量の操作を繰り返す。

濁法は今後とも使用されると考えられる。

以上が代表的な重量法の例であるが、標準物質の値

一方、重量法も古典的な方法ではあるが同様の利便性

付けでは硫酸バリウム中に他の金属イオンが存在するかをを有すことから、また昨今では、試験方法の妥当性確認

試験し、補正するケースもある。

が重要性を増しており、こうしたケースでは標準試料や該3. 比濁分析法（Turbidimetry）

当する技能試験が存在しない場合、異なる試験方法で同等の結果が導き出しうるか検証することになるが、比濁法試薬の試験における比濁分析法の代表例には、塩化や重量法など多くの古典的手法がその比較の試験法としバリウム溶液を用いる硫酸塩の試験と硝酸銀溶液を用いて重要となることが予想され、その技術の伝承を必要としる塩化物の試験があるが、両者の検出限界は大きく異なている。

THE CHEMICAL TIMES 2005 No.2
（通巻196号）

21

ドイツの切手に現れた科学者、技術者達（9）レオンハルト・オイラー
Scientists and Engineers in German Stamps (9). Leonhard Euler
筑波大学名誉教授

原田馨

KAORU HARADA
Professor Emeritus,University of Tsukuba.

レオンハルト・オイラー
レオンハルト・オイラー（Leonhard Euler, 1700-1783）
はスイスのバーゼル（Basel）に生まれた天才的数学者であり、また数理科学者であった。オイ
ラーはスイスの著名な数学者の家系の一員であったヨハン・ベルヌイ（Johann BernoulliⅠ, 1667-1748）に師事して数学を学んだ。オイラーは18才の時すでに修士号を持っていたが、彼の年齢が低過ぎるために大学に教職を得ることができなかった。その頃オイラー（1727年）はロシアの首都
セント・ペテルスブルクに居たヨハン及びその子ダニエル・ベルヌイⅠに招かれセント・ペテルスブルクに移り、約３年間ロシア海軍関係の学校で教えた。
この間オイラーはロシア・科学アカデミーの物理学教授となり、友人ダニエ
有名人切手、DDR、1957年発行. 三種一組の切手の一つ. レオンハルト・オイラー、数学者1700-1783.

ルⅠの帰国に伴い彼は科学アカデミーの数学教授となった。彼はこの頃（1738年）太陽観測に際して右眼の視力（＊）
を失ったが彼はそれに怯むことなく数理科学の研究を続行した。
このようにしてオイラーはセント・ペテルスブルクに滞在し研究生活を続けたが、1741年プロイセン王フリードリッヒⅡ（Friedrich Ⅱ, 1712-1786）の招きに応じてベルリン自然科学アカデミーに移り、その後22年間ベルリンに滞在した。更に1766年にはロシアの女帝エカテリーナⅡ（Ekaterina Ⅱ, 17261796）の招きにより再びセント・ペテルスブルクに移った。オイラーはこの頃
残りの左眼の視力も失い（1766年＊）全盲となった。しかし彼はこの状態に怯むことなく更に10数年間数学及び数理科学の研究を続け、1783年セント・ペテルスブルクで死亡した。
L. オイラーの生涯の４期間
Ⅰ期 バーゼルにおける幼少時代（1707−1727）
Ⅱ期 セント・ペテルスブルク時代（1727−1741）
Ⅲ期 ベルリン時代（1741−1766）
Ⅳ期

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THE CHEMICAL TIMES 2005 No.2
（通巻196号）

第二回セント・ペテルスブルク時代（1766−1783）

ドイツの切手に現れた科学者、技術者達（9）レオンハルト・オイラー

オイラ−は数多くの数学、物理学の分野の研究を行っ

彼の学問的業績は全集の形で刊行されているが、そたが、それまでの 物 理 学 的 研 究はニュートン（ I s a a cの刊行は未だ完結していない。その構成は下記の通り

Newton, 1642-1727）の「プリンキピア」
におけるように、幾である。これらの研究は彼の死後も多くの純粋数学及び何学的手法を用いたが、オイラーの研究は幾何学的で工学、天文学において研究課題を提起した。オイラ−はあるよりもむしろ解析的、代数的であった。オイラーはそ

彼の業績により18世紀は数学におけるオイラーの世紀との類い稀な数学的能力により物理学、天文学、光学、云われている。

音響学などの境界領域の開発発展に貢献し、数理天文学の 方 法は 後にラグランジュ（ Joseph Louis Comte

L.オイラ−の著作全集

Lagrange, 1736-1813）らにより18世紀のフランスにおいて

第１集

29巻

数学の著作（完結）

発展したが、オイラーの研究はその先駆けをなすもので

第２集

31巻

力学、天文学（未完結）

あった。オイラーは光は波動であり、色の違いは波長の

第３集

12巻

物理学（未完結）

違いによると主張したが、これは後にイギリスの物理学者ヤング（Thomas Young、1773-1829）
により証明された。

（＊）第一次セント・ペテルスブルク時代に太陽観測の際にオイラーはこのように天才的数学、物理学及び天文学の

右目の視力を失った。これはオイラーが望遠鏡を通研究者であったが、一方優れた教師でもあった。オイラして肉眼で直接太陽を見ようとしたのであろうか？

ーにより命名され、発見され、また彼の名を冠した数学

右目の視力を失ったということはオイラーは利き目が的記号は多くある。オイラーの定数、円周率π、自然対右目であると云うことになる。1766年に左目の視力数の底e、虚数の単位i、総和記号Σなどは数学のおけるを失ったのは恐らく老齢と酷使によるものであろう。

例である。オイラ−は大変博学の人であり数学者である

第一次の視力喪失が太陽を直接見ようとした為であと共に神学、医学、天文学、植物学、化学、東洋の方

れば希有の大天才にも具体的な観測においてはこ言にも通じていた。そして彼の研究能力は700編の論文のような失敗があったと云うことは極めて興味あること45冊の著書により知ることができる。

とである。
17世紀は科学革命の世紀であり、17世紀末から18世
紀にかけては自然科学が大きく発展した時代であった。
自然界における自然法則は合理的なものであって、この合理的法則は自然界のみならず人間社会にもまた歴史にも適用できると考えられるようになった。人は理性の能力を高めることにより人間は社会に賢明に生き、また統治することができる。このように国家は賢明な統治者により発展することができるとする考えが啓蒙主義である。
プロイセンのフリードリッヒⅡ（1712-1786）及びロシアの女帝エカテリーナⅡ（1729-1796）
は啓蒙主義的統治者であった。オイラーがベルリンに招かれたのもセント・ペテルス
ブルクに招かれたのも両者が共に啓蒙主義的君主であると彼等自身が信じていたからである。天文学者ケプラ
ーは３０年戦争の混乱したドイツに生き多くの研究成果を生み出したが、彼の遺稿は後年エカテリーナⅡにより買文献（A）から引用したオイラーの肖像から彼は両眼が不自由であることがわかる.
両眼の視力を失いながらも更に15年間研究を続けることがことができたのは彼の異常な知的能力に基づく. 文献（A）、小学館発行、万有百科大辞典16巻、物
理数学、
64頁.

い求められ現在ロシアのブルコボ天文台に保存されている。当時の優れた学者の遺稿を買い求めこれを保存す
ることもまた当時の啓蒙君主にふさわしい行為であった。

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（通巻196号）

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ドイツの切手に現れた科学者、技術者達（9）レオンハルト・オイラー

東ドイツ（DDR）1983年発行のレオンハルト・オイラー（Leonhald Euler, 1707-1783）の没後200周年記念切手. オイラーは多くの数学及びその関連分野における貢献により18世紀
は数学においてオイラーの世紀と云われた.

啓蒙君主フリードリッヒⅡ（1712-1786）の胸像.

啓蒙君主エカテリー
ナⅡ（1726-1796).
エカテリーナはロシアの女帝であったが出自はドイツ貴族の娘であった.

フルートを吹くフリード
リッヒⅡの切手、西ドイ
ツ発行、死後200年記
念. 啓蒙君主は教養人でなければならず、このような絵は啓蒙君主にふさわしい. フリードリッ
ヒⅡはフランスの有名な
啓蒙主義者ヴォルテー
ルを3年間ベ ルリンに招いた. フリードリッヒⅡはこの啓蒙主義者との知的な会話を楽しんだ.

編

表紙写真
ミヤマオダマキ（深山苧環）
キンポウゲ科集

後記

卒業式、そして入学式、入社式の季節。

「挑戦意欲」といえば、年を重ねるに従い減

今年もまた多くの若者が新たな社会へと向かい退気味の自分であればこそ、いかにも活気あると同じ花があるのが驚きでした。このように高山ます。多くのことは初めて経験することばかり。

若者の姿が心地よく映ります。そのような物憂でも平地でも同じように咲くのは数多い高山植

大袈裟かもしれませんが「挑戦」
しなければならい面持ちに新たなエネルギーがチャージできるないことにも多々直面することでしょう。希望とのも、またこの春ならではというところでしょうか。

最初ミヤマオダマキを北アルプスで見た時、平地物の中でも特異な例で、庭に咲くオダマキは、このミヤマオダマキの改良種と言わ れております。
苧環（オダマキ）とは、紡いだ麻糸を巻いた昔の道

不安を抱えながら、次なる社会で生活し、自らいつの日にか、このケミカルタイムズに投稿し具に花の内側の形が似ていることからこの名前がを鍛え、そして活躍しはじめます。そんな新鮮ていただける若者にめぐり合えるのも、そう遠く

味と活力を覚える若者達の姿も、また明るい春

ないことと思う次第です。

付き、旧名はイトクリソウとも言いました。
（写真・文 北原）を感じさせる風景のひとつではないでしょうか。

C K

（古藤記）

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編集責任者 古藤 薫
平成17年4月1日 発行