カルボン酸とアミンのアミド脱水縮合反応において、
縮合剤を使用しない環境調和型反応を実現する安価かつ反応性の高い触媒システム
Advantages
- 低コスト・高効率：ホウ酸とα-ヒドロキシカルボン酸化合物の組み合わせによる本触媒は、従来のボロン酸触媒よりも安価。
- 環境調和型：副生成物は水のみであり、縮合剤由来の廃棄物を生じない。
- 高い適応性：α-ヒドロキシカルボン酸化合物の最適化により、多様なカルボン酸・アミンへの適応が期待できる。
- 高収率：医薬品や化成品の製造を高収率化させることが期待される。
- エピ化抑制：ペプチド合成でも副反応を最小化。
Background and Technology
カルボン酸とアミンの脱水縮合反応で生成するアミド結合は、ペプチドや低分子化合物、ナイロン・アラミド樹脂などの高分子化合物などさまざまな化合物に含まれており、医農薬品や化成品などの製造において重要な反応である。
アミド結合の合成法では、縮合剤を用いた反応が一般的に使われており、医薬品合成でも用いられる信頼性の高い反応であるものの、縮合剤由来の副生成物やペプチド生成物のエピ化反応等が問題となっている。一方で、触媒を用いた反応は、副生成物が水のみであるため、理想的な反応として期待されている。名古屋大学 石原先生らは、ボロン酸触媒がアミド結合形成反応に有効であることを1996年に世界に先駆けて報告しており、環境調和性が高いことや高効率にアミド合成が期待できることから、様々なボロン酸触媒の研究開発が進展することとなった。また、安価なホウ酸を触媒とする反応も報告されていたものの、高温条件を必要とする反応であるため、適応可能な化合物が限定されるといった問題点があった。
今回、研究者らは、安価なホウ酸を用いて穏やかな条件でカルボン酸とアミンの脱水縮合反応を進行させるために、検討を行い、αヒドロキシカルボン酸と併せて使用することで、穏やかな条件でカルボン酸とアミンの脱水縮合反応が進行し、高収率で目的のアミド化合物を合成できることを実証した。
Expectations
- 本発明の触媒により、さまざまなカルボン酸とアミンの脱水縮合反応が進行し、高収率で目的のアミド化合物が得られることを確認した。また、10 gスケールでの反応においても高収率でのアミド化反応を実証。
- 本触媒が、トリペプチドやジペプチドの合成反応においても、以下の様に高収率で目的化合物を得られることを確認。また、エピ化も抑制できていることを合わせて確認。
- 添加剤の改良により、触媒の活性が向上することを確認しており、さらなる活性向上を目指し、添加剤を改良中。
本触媒を利用したアミド合成にご興味のある企業を探索しております。従来の縮合剤を利用した反応からの脱却にご関心のある縮合剤メーカーでのご活用なども期待されます。
なお、ご興味お持ちいただけましたら、次のステップとして、石原先生も交えたweb面談等をご提案いたします。企業様が指定するアミド化合物の合成などのフィジビリティスタディのご希望ございましたら、具体的な進め方について、研究室と相談いたします。
Patent
Researcher
石原 一彰 教授 （東海国立大学機構 名古屋大学 大学院工学研究科）
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