官能基選択的還元触媒の開発1）
和光純薬工業株式会社↓

これまで筆者のグループでは「グリーンケミストリー」の観点から、繰り返し使用が可能な貴金属触媒の開発を行ってまいりました。一般に還元はパラジウム炭素（Pd／C）を触媒として用い、水素ガス雰囲気中で室温、常圧、中性条件下で行いますが、触媒活性が高くほとんどの還元性官能基を変換してしまうため、官能基や炭素一炭
素不飽和結合の位置を区別して選択的に還元することは困難でありました。
これを回避する方法として触媒毒を用いて触媒活性を低下させる方法が考案されましたが、再現性に乏しいなど問題を抱えていました。
そこで、これらを解決する手段として、岐阜薬科大学・佐治木教授らと共同で開発したパラジウム炭素一エチレンジアミン複合体2種（略称：吉田雄一

基があるような場合、Pd／C（en）を用

これらの官能基が共存する化合物でアセチレン、オレフィン、ベンジルエス

いるとエポキシ基はそのまま残しニト

テル、芳香族ハロゲン、アジド基、ニロ基をアミノ基まで還元できます。まトロ基のみを容易に還元することが可た、別の触媒であるPd／Fibを用いると化合物中にホルミル基とビニル基の能となりました2・3）（Schemel）。また様な炭素一炭素二重結合を持つ場合、常Pd／Cでは一気にアルカンまで還元ホルミル基を残し、さらに炭素一炭されてしまいケトンの中間体であるベ素二重結合を還元します。Pd／C（en）、ンジルアルコール体を得ることは難し

Pd／Fibは反応後、触媒をろ過してろいとされていますが、10％Pd／C（en）

液を濃縮するだけで目的物を得ることができるという利点を持ち合わせていを用いることで選択的還元が可能となます。以下に各々の触喋について幾つで単離できる い（Scheme2）ほか1，2−かの反応例を挙げてご紹介します。

エポキシドの位置選択的還元5）、選択

1）パラジウム炭素一エチレンジアミ的脱アセトキシ化反応6）などが吋能とン複合体（Pd／C（en））2）
Pd／C（en）は、触媒毒として窒素性塩基であるエチレンジアミンをPd／Cに大過剰に配位させ、開発しました。

Pd／C（en）、Pd3．5〜6．5％、Pd8．5↓

ば、化合物中に、ニトロ基とエポキシ試薬研究所芳香族ケトンを基質とした反応で、通りベンジルアルコール誘導体を高収率なります（Scheme3）。
なお、Pd／C（en）は、Pd／Cに見られるような発火性を示さず、長期保存安定性を有していることも大きな利点であります。

〜11．5％）、パラジウムーフィブロイ

エチレンジアミンを配位させることにより、官能基の選択的還元が可能となン（略称：Pd／Fib）、パラジウムーポりました。5％Pd／C（en）を用いた

Pd／Fibは絹のフィブロイン上に約リエチレンイミン（略称Pd／PEI）の2．5％のパラジウムを担持させた不均

4種類の官能基選択的還元触媒を商品

接触還元では保護基である脂肪族及び芳香族ベンジルエーテル、脂肪族アミ化してまいりました。ここでいう「官ンのルCbz基（ベンジルオキシカルポ能基選択的還元」とは一つの化合物中ニル基）、エポキシ基、アルコールのPd／C、Pd／C（en）に比べて還元活性能が低くベンジルエーテル、ベンジル2）パラジウムーフィブロイン（Pd／Fib）7）

一系接触還元触媒です。この触媒はに還元が可能な複数の官能基がある場

0−TBDMS基（1−プチルジメチルシリエステル、芳香族アミンのルCbz、合、一方の官能基を残し、他方を還元ル基）及びベンジルアルコールなどのするといった性質を指します。例え還元を選択的に抑制することができ、0−TBDMSなどの保護基やエポキシ基、ケトン、アルデヒド、ハロゲン、ベン

5％Pd／C（en）
H2（1atm）
rt．24hMeOH
5％Pd／C（en）
H2（18tm）

几2hMeOH／1〉／〉し〈。。。
yield91％。。払Et
yield96％

CO2（CH2）20Bn5％Pd／C（en）H2（1atm）
几0．5h
TEA．THF
5％Pd／C（en）
H2（1atm）〔rC堰n几3h
DMAP．THF

轟C鴫

轟cH3yiek】93％

Scheme2．

王r、へ／、ノ＼ノく902㊥人0へ／へq
Schemel．

。h／′〈〉0〉粛
yidd98％

5％Pd／C（en）
H2（1atm）
爪，18h
THF

Hがべき八〇へ〈q∵）了
yield82％

10％Pd／C（en）
H2（1atm）
爪．2h
MeOH＼こ￣三二一y始Id91％10％Pd／C（en）
H2（5atm）

札24h
MeOH

5％Pd／C（en）
H2（18tm）
爪．3h
THF

几24h
MeOH

くさーCOdCH衰卿yiek】75％。h／／勺〉0〉粛

10％Pd／C
H2（1atm）

ぬ、〉へ＼／へ〉／へ／し＼yield81％

10％Pd／C（en）
H2（1atm）
爪．3h
MeOH◎ここ〕
yield91％

Scheme3．

和光純薬時報 ■悔し7ZNo．3（2009）

5％Pd／PEI
H2（1atm）

2．5％Pd／Fib
CO2Bn H2（1atm）
■一一

爪．17h
MeOH

一￣−Hが〉燈／CO2Bn

rt．24hMeOH＋dioxarYe

yield97％5％Pd／PEI
H2（1atm）

2．5％Pd／Fib、、∴

NHCbz H2（1atm）

＼十一㌦

爪．5h
THF

rt．24hMeOH＋dioxane

yield92％

G〔

2．5％Pd／Fib
CHO H2（latm）
0／へ＼ク

几27h
AcOEt

2．5％Pd／Fib
H2（1atm）

5％Pd／P臼H2（1atm）

Cl几24hMeOH＋dioxane

yie旭100％

5％Pd／PEl
H2（1atm）

0几3h
MeOH

2．5％Pd／Fib
H2（1atm）

HOyを〈oH∝CHOo／へ〉／爪．24h
AcOEt＋pyridine

yieldlOO％

醐3yje旭1∝悔二二二
yieldlOO％

三yield96％05％Pd／PEI
H2（1atm）

OC堪02H 最訂

yield97％

几24h

OCH2CO2H

MeOH＋dioxane

ClcbzHペヨ『yield93％

yieldlOO％
Scheme5．

Scheme4．

ジルアルコールの還元を抑制しながら、オレフィン、アセチレン、アジド、ニトロ基などの官能基を容易に還元することができます（Scheme4）7・8）。
3）パラジウムーポリエチレンイミン（Pd／PEl）9）
アルキンからアルケンへの選択的部
分水素化は極めて難しい反応です。鉛を触媒毒として用いるLindlar触媒が知られていますが、鉛の毒性により環境負荷が高く、一置換アルキンには適用できないという欠点があります10）。
この間題を解決するために、窒素性塩基を多く含むポリエチレンイミンをパて問題が残されています。本触媒はさまざまな還元性官能基が同一化合物中に存在する芳香族ニトロ化合物において、ニトロ基の選択的部分水素化が可能であるため、芳香族アミン化合物を新しい合成ルートで合成できます（Scheme7）。また、この触媒は発火性が少なく、還元性オスミウムのため昇華性、毒性が少ないのが特長です。
5）最後に当社ではご紹介した触媒を手軽にお試しいただけるよう「選択的還元触媒セット」として、触媒各1gをセットにした商品を販売します。このキットとで同一化合物中に複数の官能基を有する場合、従来困難であった望みの官能基だけを変換できる選択的還元反応が可能となります。
4）オスミウムー瀞生炭素（Os／C）11）
Os／Cはこれまでご説明してきたパラジウム担持触媒と同様、官能基選択性を有する活性炭素にオスミウムを担持した触媒です。
芳香族アミン化合物の合成はこれまで化学量論量の鉄粉を使用し芳香族ニトロ化合物を還元して合成されてきましたが、鉄を除去する煩雑な作業が必要であることなど、工業的製造においラジウムの強い触媒毒かつ担体として調製したPd／PEIを開発しました。こH。／灯C仰の触媒はPEIによってパラジウムの還yieId99％

元活性が抑制されているため、二置換アルキンからC長一アルケンへの選択的部分還元だけでなく、末端にアルキン5％Pd／C（en）

C唯028n H2を有する化合物の場合にも高い選択性

几2hBIlO／◎／

ClセCOオ1

DMAP十THF

yleld94％で対応するアルケンを合成することがPd／Fib可能となります（Scheme59，）。
以上、ご紹介してきたパラジウム系

H2

几12hMeOH

触媒の比較をScheme61）、Figure15）に示しました。各触媒を使い分けるこ

Scheme6．

和光純薬時報 Vol．7ろNo．3（2009）

Figurel．

t

Os／C
NH2NH2●H20fexcess）

爪．60℃．4h
MeOH

Scheme7．

Figure2．

をご利用いただきターゲットとする化（2000）．：（e）Sajiki，H，．Hattori．K．andT．and Hirota，K．：TelrahedTOD Lett，．44，合物の最適な還元触媒を見つけて下さ

Hirota，K∴J（笥em．良）C．丑止血m〟5．．1，8437（2003）．：（C）Ikawa．T．．Sajiki，H．and4043（1998）．（f）SajjkL H，．Hattori．K．andHirotaK．：7tJra加dm几61．2217（2005）．

Hirota，K．：亡伽爪．〔bmmU上し1041（1999）．

9）（a）Kitamura．Y．．Sako，S．．Udzu，T．．

4）Hattori，K．．Sajiki，H．andIIirota．K：
7t打つ加dm仇57．4817（2（氾l）．

Sakurai．A．．Tanaka．A．．Kobayashi．Y．．Bora．

5）佐治本弘尚：平成18年前期イ√横合戌化学講23151ACSNationalMeeting，Atlanta，GA．
UnitedStates．Mareh26730．2（X帖（2006）．：2）（a）佐治木弘尚、贋＝耕作：有機合成化学協習会∴日本薬学会長井記念ホール6月22日
107（2研娼）．

会誌．59．109（2001）∴（b）佐治木弘尚、横6）Maegawa，T．．Fujita．Y．．Sakurai，A．．Akashi．

T・．HattorLK，．Monguchi．Y．andMaegawa．

目耕作：I侮血OJ耶血・Squ∂re，12，1（2004）．

A．．Sato．M．．00nO．K．andSajiki．H，：C72cm．
Aba〃刀．βU仇55．837（2007）．

T・：2341hACSNationalMeeting，Boston．

↓ 警艶、佐糾弘尚：附加。融軸lJare，22，1（2008）．

3）（a）Sajiki．ILHattori．K，andHirota．K．：JOlg Chem．，63，7990（1998）．：（b）Hattori，U，，Kozaki，T．，Maegawa，T．andSajiki．H∴（b）Sajiki，H．．Mori．S．，Kitamura．Y，．Ikawa，MA．United States．August19−23，2007

7）（a）仲川順詩、佐治木弘尚、廣‖耕作：イJ■様介成化学協会誌，63．1218（2005）．；（b）佐治木弘尚：和光純薬時報．74．2（2006）．

K．，Sajiki．H，and Hirota．K．：7tJraJZedron．
56，8433（2000）．：（C）Sajiki，H．．HattorL
K．and Hirota．K．：Chem．Eur．J．，6，2200（2007）．：Sajiki．HJkawa．T．andHirota．K∴
7trm加dm〟エerL44，8437（2（M3）．
10）Rylander．P．N．：（2000）．：（d）Hattori．K．，Sajiki．H．andTsubouchi．K．and Hirota．K：Tbtrahedron

Hirota，K∴reけ∂加dro月上eH▼．．41，5711

Letl．，44．171（2003）．：（b）Sajiki．H．」kawa，

Lb，dTt材enatjonMetJ70dsI

AcademicPress．NewYork（1985）．

8）（a）Sajiki．H‥Ikawa．T‥Yamada．H．，

11）杵も血OJ卯月たSq〟are．27．7（2008）．

ducts

◎Ⅵ由ko

お求めやすいセット品↓選択的還元触媒セット

耶

Osmium−ActivatedCarbon（Os3．5〜6．5％）lg

Palladium−ActivatedCarbonEthylenediamine

Palladium−ActivatedCarbonEthylenediamine
Complex（Pd3．5〜6．5％）

Complex（Pd8．5〜11．5％）
lg Palladium−Fibroin
Palladium−Polyethyleneimine

コー ドN o．
03 2−
2 10 4 1

コー ドN o．
15 1−
0 28 8 1
15 7−
0 28 83
16 3−
2 14 4 116 9−
2 14 43
16 ト2 14 42
16 7−
2 33 0 1
16 3−
2 33 0316 7−
2 2 18 1
16 3−
2 2 183
16 1−
2 22 2 1
16 7−
2 22 23品

名C hem ose lective R ed uc tion C ata lysts Set
内容 ：O s／C 、5 ％ Pd／
C （en）、10 ％Pd ／C （en）、P d ／
Fib、Pd ／P E I各 1g

品

名O sm ium −A ctivated C arbo n （O s 3．
5 −6 ．
5 ％） ［鴨名 ：O s／C】

規格

容量

有機 合成用

1 セ ット規容

格

有機合成用量1g5g

希望納入価格 （円）19 ，00 0

希望納入価格 （円）5，00 0
16 0 00

1g

4．
0 00

有機合成用

5g
25g

13 ，500

P alladium ・A ctivated C arbon Ethylened iam ine C om pIex （Pd 8．
5 〜 11．
5％）［
略名 ：10％P d／C （en）】

有機合成用

1g
5g

P aHad ium −F ibro in 【
略名 ：Pd ／F ib】

有機合成用

P a ad ium TA ctivated C arbon Ethylened iam ine C om plex （Pd 3 5 〜 6 5 34）0【
略名 ：5 ％ P d／
C （en）】

P aHad ium −P oIyethyleneim ine 【
略名 ：P d／P E I）

和光純薬時報 ■悔し7ろNo．3（2009）

有機合成用

46 0 00
5．
0 00

1g

16 ，
0 00
4，
5 00

5g

14 ．
00 0

1g

8，00 05g

2 6，00 015