空気中酸素を酸化剤としたメタ二置換ベンゼンの一段階合成~金ナノ粒子触媒が従来型選択性を打破し、環境にやさしい新合成を開拓~

2025-07-25 東京大学

東京大学の研究チームは、酸化セリウム担持金ナノ粒子触媒(Au/CeO₂)を用い、空気中の酸素のみを酸化剤とする環境調和的な方法で、シクロヘキセノン類と第二級アミン類からメタフェニレンジアミン類を一段階で合成する新反応を開発しました。従来困難だったメタ位への二置換を高選択的に実現し、副反応を抑えることで高収率も達成。本手法は医薬品やポリマー合成にも応用可能で、地球環境にやさしい化学合成法として期待されます。

空気中酸素を酸化剤としたメタ二置換ベンゼンの一段階合成~金ナノ粒子触媒が従来型選択性を打破し、環境にやさしい新合成を開拓~
酸化セリウム担持金ナノ粒子触媒による脱水素芳香環形成を経るメタフェニレンジアミン類の選択合成

<関連情報>

Au触媒を用いた好気性脱水素化芳香化反応によるm-フェニレンジアミン誘導体の合成:製品選択性の制御を通じて Au-Catalyzed Aerobic Dehydrogenative Aromatization to m-Phenylenediamine Derivatives via Product Selectivity Control

Heizo Kimura,Takafumi Yatabe,and Kazuya Yamaguchi
Journal of the American Chemical Society  Published: July 24, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.4c12043

Abstract

m-Disubstituted arenes are important in various fields but difficult to be directly synthesized by classical methods in the case of two electron-donating substituents due to the o,p-orientation. Dehydrogenative aromatization from nonaromatic cyclohexenone motifs and nucleophiles via 1,2- and 1,4-addition to produce m-disubstituted arenes is promising as the novel process overcoming the intrinsic problems derived from using aromatic compounds as the substrates; however, there are no reports on tandem oxidation involving dehydrogenative aromatization for one-step synthesis via simultaneous 1,2- and 1,4-addition or m-phenylenediamine derivative synthesis because of the quite difficult product selectivity control. Here, by utilizing the unique dehydrogenation catalysis of CeO2-supported Au nanoparticles, we have developed one-step synthesis of various m-phenylenediamine derivatives via selective aerobic dehydrogenative aromatization from cyclohexenone motifs and secondary amines. In addition, the product selectivity switch to enaminones or N,N-disubstituted anilines was also achieved by tuning the reaction conditions.

0502有機化学製品
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