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【新春特集】 ファインケミカルズ合成触媒国際会議
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特集にあたって
Introduction
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野村琴広(触媒学会ファインケミカルズ合成触媒研究会 世話人代表(奈良先端科学技術大学院大学))
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塩化亜鉛修飾メソポーラスアルミナに担持した有機レニウム触媒による官能基化オレフィンの不均一系メタセシス反応
“Concerto Catalysis”of Organorhenium fixed on Mesoporous Alumina modified with ZnCl2 for Metathesis Reactions of Functionalized Olefins
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増井洋一(東京大学 大学院総合文化研究科 広域科学専攻 助教)
尾中篤(東京大学 大学院総合文化研究科 広域科学専攻 教授)
アルミナと強く相互作用するメチルトリオキソレニウム(CH3ReO3)は,単独ではメタセシス活性がない。しかし塩化亜鉛で化学修飾してルイス酸性を付与したメソポーラスアルミナ(ZnCl2//mesoAl2O3)上に担持されると,単純オレフィンはもとより,官能基をもつオレフィンに対しても非常に高いメタセシス活性を示すという「協奏機能触媒作用」が現れる。
【目次】
1. はじめに
2. メソポーラスアルミナの合成とその化学修飾
3. MTO/ZnCl2//mesoAl2O3触媒の開発と最適化
4. MTO/ZnCl2//mesoAl2O3触媒の基質適用性
5. mesoAl2O3の細孔構造が触媒活性に与える影響
6. 塩化亜鉛修飾アルミナの表面種
7. XRDおよびTEMによるZnCl2//mesoAl2O3の構造解析
8. XAFSによるZnCl2//mesoAl2O3の構造解析
9. おわりに
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コバルト錯体触媒による高選択的ファインケミカルズ合成
Highly Selective Syntheses of Fine Chemicals Catalyzed by Cobalt Complexes
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山田徹(慶應義塾大学 理工学部 化学科 教授)
高選択的触媒はファインケミカルズ合成の有力なツールとして精力的な開発研究が行われている。本稿では,筆者らの研究室で開発した光学活性コバルト錯体触媒が,水素化ホウ素ナトリウムによるカルボニル化合物の不斉還元反応やジアゾ酢酸エステルを用いる不斉シクロプロパン化反応のほか,特徴的なルイス酸触媒としても機能することを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 光学活性コバルト錯体によるケトン類の触媒的不斉ボロヒドリド還元反応
3. コバルトカルベン錯体による触媒的不斉シクロプロパン化反応
4. 特徴的なルイス酸として機能するコバルト錯体触媒による不斉合成反応
5. 反応機構解明に基づく触媒的不斉ボロヒドリド還元の新展開
6. おわりに
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触媒的含フッ素アルキル基およびアルケニル基の有機化合物への導入
Catalytic Introduction of Fluorine-containing Alkyl and Alkenyl Groups on Organic Compounds
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山川哲((財)相模中央化学研究所 触媒化学グループ 主席研究員)
含フッ素有機化合物の合成は有機合成化学の重要な一分野である。ここでは含フッ素有機化合物の合成法の一つとして,最終生成物や中間体となる化合物の所定の位置に含フッ素置換基を触媒的に導入する方法について,筆者らが最近報告したPd,Niを触媒とするカップリング反応,Fe(II)を触媒とするトリフルオロメチル化反応について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. BTPを用いるカップリング反応
3. CF3Iを用いるラジカル反応
4. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
ファインケミカル合成用Pd修飾触媒
Pd Modified Catalyst for Synthesis of Fine Chemicals
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室井髙城(アイシーラボ 代表)
ファインケミカル合成では,基質によっては分解しやすく温和な条件での反応が望まれ,高活性触媒が必要である。また,合成の工程が長く,中間体のコストが高いため高選択性触媒が必要である。最近,選択性を向上させるために硫黄化合物や重金属による修飾,混合,新担体利用などの手段が開発され実用化されている。汎用されている高選択性化Pd修飾触媒について述べる。
【目次】
1. 修飾触媒
1.1 硫黄化合物による修飾
1.2 塩基による修飾
(1) Naによる修飾
(2) アミン化合物による修飾
1.3 重金属による修飾
(1) Snによる脱クロルの抑制
(2) Cuによる不均化の抑制
(3) Biによる酸素吸着の制御
1.4 貴金属による修飾
2. ヘテロポリ酸触媒との混合触媒
3. 新担体
3.1 カーボングラファイト
3.2 炭酸カルシウム
4. おわりに
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キラル修飾パラジウム触媒
Chiral Modified Palladium Catalyst
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御前智則(兵庫県立大学 大学院 物質理学研究科 助教)
杉村高志(兵庫県立大学 大学院 物質理学研究科 教授)
キラル修飾パラジウムは,オレフィンの不斉水素化反応に適した固体触媒として知られ,盛んに研究がなされている。最近では多くの基質で高いエナンチオ選択性が達成されている。また近年,ホスフィン配位子を修飾剤に応用した水素化反応以外への展開がいくつか報告され,キラル修飾固体触媒反応の難点である低い汎用性に対する改良研究が進みつつある。
【目次】
1. はじめに
2. キラル修飾固体触媒
3. パラジウム触媒を用いるオレフィンの水素化
3.1 α,β-不飽和ケトン,α,β-不飽和エステルの水素化
3.2 2-ピロン類の水素化
3.3 α,β-不飽和カルボン酸の水素化
3.4 最近の研究
3.5 ホスフィン修飾剤を用いる反応
4. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
チタン含有シルセスキオキサンを活用したさまざまな形態のエポキシ化触媒の開発
Development of Homogeneous and Heterogeneous Catalysts Effective for the Epoxidation of Alkenes using Ti-containing Silsesquioxanes
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和田健司(京都大学 大学院 工学研究科)
チタン含有シルセスキオキサンを活用して,種々の形態の均一系および不均一系触媒を調製した。チタン含有シルセスキオキサンと同様の構造のチタン種を含有するスターバースト型分子や,シリカ上に化学的に固定化した触媒,および他のかご状シルセスキオキサンと複合化したゲル触媒を調製したが,触媒活性は触媒形態の影響を顕著に受けることが示された。
【目次】
1. はじめに
2. チタン含有シルセスキオキサンの均一系触媒としての機能
3. チタン含有シルセスキオキサンを生かした不均一系触媒の開発
4. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
光触媒によるアルコールの選択酸化
Green Liquid Oxidation of Alcohol over Photocatalyst
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宍戸哲也(京都大学 大学院 工学研究科 分子工学専攻 准教授)
田中庸裕(京都大学 大学院 工学研究科 分子工学専攻 教授)
ニオブ酸化物を光触媒として用いることで,分子状酸素を酸化剤として温和な条件において溶媒を用いることなく各種アルコールの酸化が効率よく進行することを見いだした。本稿では,ニオブ酸化物の活性と物性との関連およびニオブ酸化物上に吸着したアルコールの光励起を伴うユニークなアルコール選択酸化の反応機構について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 分子状酸素による無溶媒条件でのアルコール光酸化
3. ニオブ酸化物によるアルコール光酸化の反応機構
3.1 アルコール光酸化の作用スペクトル
3.2 IRによる表面吸着種の観測
3.3 ESRによる光励起種の観測
3.4 反応機構
4. 金属の添加効果
5. おわりに
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ホルムアルデヒドの合成化学的新規利用法
New Synthetic Chemical Utilizations of Formaldehyde
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森本積(奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 准教授)
ホルムアルデヒドの合成化学的に新規な利用方法について紹介する。従来,一酸化炭素の使用に頼っていたカルボニル化反応において,ホルムアルデヒドをあたかも一酸化炭素のように使用できることを見いだした。この手法は,ホルムアルデヒドの新規利用法を提供するだけでなく,カルボニル化という合成手法をより簡便に実施可能なものとする。
【目次】
1. はじめに
2. 一酸化炭素代替としての利用:COフリーカルボニル化
2.1 エンイン類の水中[2+2+1]環化カルボニル化反応
2.2 2-ハロベンゼン類の分子内カルボニル化カップリング
2.3 アルキン類の環化ヒドロカルボニル化反応:カルボニルの二重挿入
2.4 2-ハロフェニルボロン酸とアルキンとの環化カルボニル化反応
3. 合成ガス代替としての利用:アルケン類の合成ガスフリーヒドロホルミル化
4. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
共役カルボニル化合物のルテニウム(0)上での反応
Reactions of Conjugated Carbonyl Compounds on a Ruthenium(0) Complex
--------------------------------------------------------------------------------
平野雅文(東京農工大学 大学院 共生科学技術研究院 応用化学部門 准教授)
遷移金属錯体によるα-オレフィンのtail-to-tail型二量化反応は,両末端に官能基をもつ物質が高い原子利用効率で合成可能なグリーンプロセスであり,ポリアミドやポリエステルなどの原料の供給プロセスとしてたいへん注目されている。このような研究は古くから行われているが,われわれは最近0価ルテニウム錯体の反応性の研究過程において,アクリル酸メチルの触媒的二量化反応にかかわる鍵中間体の単離に成功し,詳細な知見を得た。
【目次】
1. はじめに
2. 0価ルテニウム錯体上での共役カルボニル化合物の反応
3. ルテニウム(0)錯体によるアクリル酸メチルの触媒的二量化反応とその機構
4. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
Defect-Free共役ポリマーの環境調和型の精密合成新手法―オレフィンメタセシスを利用した立体特異性重合―
Precise Synthesis of Defect-free Conjugated Polymers by Stereospecific Olefin Metathesis Polymerization
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野村琴広(奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 准教授)
Ru錯体触媒を用いる非環式ジエンメタセシス重合で,優れた光・電子機能を有するπ共役ポリマーを合成する手法を確立した。得られるポリマーは立体規則性が高く(all-trans),共役の切断や不純物の混在もないことから,従来法で合成した材料より高機能を発現した。さらに,得られたポリマー両末端の定量的な官能基化が可能で,より緻密な機能の付与が達成できた。
【目次】
1. はじめに
2. Ru-カルベン錯体触媒を用いるADMET重合による共役ポリマーの精密合成
3. Defect-freeポリマーの光特性
4. ポリマー両末端の官能基化による両親媒性ブロック共重合体の精密合成
5. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
コングレスレポート
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SCC California Suppliers Day 2009に参加して
Attended at California Suppliers Day 2009
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島田邦男(日油(株) ライフサイエンス事業部)
米国化粧品技術者会(Society of Cosmetic Chemists;SCC)主催の化粧品原料展示会Suppliers Dayが,2009年10月22,23日の2日間,ロサンゼルスの南にある臨海都市ロングビーチで開催された。Suppliers Dayの展示内容を中心に報告する。
【目次】
1. 米国化粧品業界の景気について
2. SCC California Suppliers Day 2009
3. Estee Lauderの試み
4. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
連載講座 医薬品開発プロセスに学ぶ品質管理 第8回
--------------------------------------------------------------------------------
スケールアップとトラブル対策
--------------------------------------------------------------------------------
橋本光紀(医薬研究開発コンサルティング)
【目次】
1. はじめに
2. スケールアップへの取り組み
3. 製法確立のタイムスケジュール
4. スケールアップの問題点
5. スケールアップの留意点
6. 操作性の良いフローシートとは
--------------------------------------------------------------------------------
連載 ファインケミカル特許事情(2)
--------------------------------------------------------------------------------
機能性食品の特許出願
--------------------------------------------------------------------------------
佐伯とも子(東京工業大学 イノベーションマネジメント研究科)
【目次】
1. はじめに
2. 健康食品と特許出願
3. 発明のカテゴリーと特許性
4. 機能性食品での特許出願戦略
5. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
ケミカルプロフィル
--------------------------------------------------------------------------------
β-アラニン
(β-Alanine)
--------------------------------------------------------------------------------
【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
--------------------------------------------------------------------------------
3-アミノピリジン
(3-Aminopyridine)
--------------------------------------------------------------------------------
【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
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ニュースダイジェスト
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海外編
国内編
--------------------------------------------------------------------------------
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特集にあたって
Introduction
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野村琴広(触媒学会ファインケミカルズ合成触媒研究会 世話人代表(奈良先端科学技術大学院大学))
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塩化亜鉛修飾メソポーラスアルミナに担持した有機レニウム触媒による官能基化オレフィンの不均一系メタセシス反応
“Concerto Catalysis”of Organorhenium fixed on Mesoporous Alumina modified with ZnCl2 for Metathesis Reactions of Functionalized Olefins
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増井洋一(東京大学 大学院総合文化研究科 広域科学専攻 助教)
尾中篤(東京大学 大学院総合文化研究科 広域科学専攻 教授)
アルミナと強く相互作用するメチルトリオキソレニウム(CH3ReO3)は,単独ではメタセシス活性がない。しかし塩化亜鉛で化学修飾してルイス酸性を付与したメソポーラスアルミナ(ZnCl2//mesoAl2O3)上に担持されると,単純オレフィンはもとより,官能基をもつオレフィンに対しても非常に高いメタセシス活性を示すという「協奏機能触媒作用」が現れる。
【目次】
1. はじめに
2. メソポーラスアルミナの合成とその化学修飾
3. MTO/ZnCl2//mesoAl2O3触媒の開発と最適化
4. MTO/ZnCl2//mesoAl2O3触媒の基質適用性
5. mesoAl2O3の細孔構造が触媒活性に与える影響
6. 塩化亜鉛修飾アルミナの表面種
7. XRDおよびTEMによるZnCl2//mesoAl2O3の構造解析
8. XAFSによるZnCl2//mesoAl2O3の構造解析
9. おわりに
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コバルト錯体触媒による高選択的ファインケミカルズ合成
Highly Selective Syntheses of Fine Chemicals Catalyzed by Cobalt Complexes
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山田徹(慶應義塾大学 理工学部 化学科 教授)
高選択的触媒はファインケミカルズ合成の有力なツールとして精力的な開発研究が行われている。本稿では,筆者らの研究室で開発した光学活性コバルト錯体触媒が,水素化ホウ素ナトリウムによるカルボニル化合物の不斉還元反応やジアゾ酢酸エステルを用いる不斉シクロプロパン化反応のほか,特徴的なルイス酸触媒としても機能することを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 光学活性コバルト錯体によるケトン類の触媒的不斉ボロヒドリド還元反応
3. コバルトカルベン錯体による触媒的不斉シクロプロパン化反応
4. 特徴的なルイス酸として機能するコバルト錯体触媒による不斉合成反応
5. 反応機構解明に基づく触媒的不斉ボロヒドリド還元の新展開
6. おわりに
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触媒的含フッ素アルキル基およびアルケニル基の有機化合物への導入
Catalytic Introduction of Fluorine-containing Alkyl and Alkenyl Groups on Organic Compounds
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山川哲((財)相模中央化学研究所 触媒化学グループ 主席研究員)
含フッ素有機化合物の合成は有機合成化学の重要な一分野である。ここでは含フッ素有機化合物の合成法の一つとして,最終生成物や中間体となる化合物の所定の位置に含フッ素置換基を触媒的に導入する方法について,筆者らが最近報告したPd,Niを触媒とするカップリング反応,Fe(II)を触媒とするトリフルオロメチル化反応について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. BTPを用いるカップリング反応
3. CF3Iを用いるラジカル反応
4. おわりに
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ファインケミカル合成用Pd修飾触媒
Pd Modified Catalyst for Synthesis of Fine Chemicals
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室井髙城(アイシーラボ 代表)
ファインケミカル合成では,基質によっては分解しやすく温和な条件での反応が望まれ,高活性触媒が必要である。また,合成の工程が長く,中間体のコストが高いため高選択性触媒が必要である。最近,選択性を向上させるために硫黄化合物や重金属による修飾,混合,新担体利用などの手段が開発され実用化されている。汎用されている高選択性化Pd修飾触媒について述べる。
【目次】
1. 修飾触媒
1.1 硫黄化合物による修飾
1.2 塩基による修飾
(1) Naによる修飾
(2) アミン化合物による修飾
1.3 重金属による修飾
(1) Snによる脱クロルの抑制
(2) Cuによる不均化の抑制
(3) Biによる酸素吸着の制御
1.4 貴金属による修飾
2. ヘテロポリ酸触媒との混合触媒
3. 新担体
3.1 カーボングラファイト
3.2 炭酸カルシウム
4. おわりに
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キラル修飾パラジウム触媒
Chiral Modified Palladium Catalyst
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御前智則(兵庫県立大学 大学院 物質理学研究科 助教)
杉村高志(兵庫県立大学 大学院 物質理学研究科 教授)
キラル修飾パラジウムは,オレフィンの不斉水素化反応に適した固体触媒として知られ,盛んに研究がなされている。最近では多くの基質で高いエナンチオ選択性が達成されている。また近年,ホスフィン配位子を修飾剤に応用した水素化反応以外への展開がいくつか報告され,キラル修飾固体触媒反応の難点である低い汎用性に対する改良研究が進みつつある。
【目次】
1. はじめに
2. キラル修飾固体触媒
3. パラジウム触媒を用いるオレフィンの水素化
3.1 α,β-不飽和ケトン,α,β-不飽和エステルの水素化
3.2 2-ピロン類の水素化
3.3 α,β-不飽和カルボン酸の水素化
3.4 最近の研究
3.5 ホスフィン修飾剤を用いる反応
4. おわりに
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チタン含有シルセスキオキサンを活用したさまざまな形態のエポキシ化触媒の開発
Development of Homogeneous and Heterogeneous Catalysts Effective for the Epoxidation of Alkenes using Ti-containing Silsesquioxanes
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和田健司(京都大学 大学院 工学研究科)
チタン含有シルセスキオキサンを活用して,種々の形態の均一系および不均一系触媒を調製した。チタン含有シルセスキオキサンと同様の構造のチタン種を含有するスターバースト型分子や,シリカ上に化学的に固定化した触媒,および他のかご状シルセスキオキサンと複合化したゲル触媒を調製したが,触媒活性は触媒形態の影響を顕著に受けることが示された。
【目次】
1. はじめに
2. チタン含有シルセスキオキサンの均一系触媒としての機能
3. チタン含有シルセスキオキサンを生かした不均一系触媒の開発
4. おわりに
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光触媒によるアルコールの選択酸化
Green Liquid Oxidation of Alcohol over Photocatalyst
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宍戸哲也(京都大学 大学院 工学研究科 分子工学専攻 准教授)
田中庸裕(京都大学 大学院 工学研究科 分子工学専攻 教授)
ニオブ酸化物を光触媒として用いることで,分子状酸素を酸化剤として温和な条件において溶媒を用いることなく各種アルコールの酸化が効率よく進行することを見いだした。本稿では,ニオブ酸化物の活性と物性との関連およびニオブ酸化物上に吸着したアルコールの光励起を伴うユニークなアルコール選択酸化の反応機構について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 分子状酸素による無溶媒条件でのアルコール光酸化
3. ニオブ酸化物によるアルコール光酸化の反応機構
3.1 アルコール光酸化の作用スペクトル
3.2 IRによる表面吸着種の観測
3.3 ESRによる光励起種の観測
3.4 反応機構
4. 金属の添加効果
5. おわりに
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ホルムアルデヒドの合成化学的新規利用法
New Synthetic Chemical Utilizations of Formaldehyde
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森本積(奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 准教授)
ホルムアルデヒドの合成化学的に新規な利用方法について紹介する。従来,一酸化炭素の使用に頼っていたカルボニル化反応において,ホルムアルデヒドをあたかも一酸化炭素のように使用できることを見いだした。この手法は,ホルムアルデヒドの新規利用法を提供するだけでなく,カルボニル化という合成手法をより簡便に実施可能なものとする。
【目次】
1. はじめに
2. 一酸化炭素代替としての利用:COフリーカルボニル化
2.1 エンイン類の水中[2+2+1]環化カルボニル化反応
2.2 2-ハロベンゼン類の分子内カルボニル化カップリング
2.3 アルキン類の環化ヒドロカルボニル化反応:カルボニルの二重挿入
2.4 2-ハロフェニルボロン酸とアルキンとの環化カルボニル化反応
3. 合成ガス代替としての利用:アルケン類の合成ガスフリーヒドロホルミル化
4. おわりに
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共役カルボニル化合物のルテニウム(0)上での反応
Reactions of Conjugated Carbonyl Compounds on a Ruthenium(0) Complex
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平野雅文(東京農工大学 大学院 共生科学技術研究院 応用化学部門 准教授)
遷移金属錯体によるα-オレフィンのtail-to-tail型二量化反応は,両末端に官能基をもつ物質が高い原子利用効率で合成可能なグリーンプロセスであり,ポリアミドやポリエステルなどの原料の供給プロセスとしてたいへん注目されている。このような研究は古くから行われているが,われわれは最近0価ルテニウム錯体の反応性の研究過程において,アクリル酸メチルの触媒的二量化反応にかかわる鍵中間体の単離に成功し,詳細な知見を得た。
【目次】
1. はじめに
2. 0価ルテニウム錯体上での共役カルボニル化合物の反応
3. ルテニウム(0)錯体によるアクリル酸メチルの触媒的二量化反応とその機構
4. おわりに
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Defect-Free共役ポリマーの環境調和型の精密合成新手法―オレフィンメタセシスを利用した立体特異性重合―
Precise Synthesis of Defect-free Conjugated Polymers by Stereospecific Olefin Metathesis Polymerization
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野村琴広(奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 准教授)
Ru錯体触媒を用いる非環式ジエンメタセシス重合で,優れた光・電子機能を有するπ共役ポリマーを合成する手法を確立した。得られるポリマーは立体規則性が高く(all-trans),共役の切断や不純物の混在もないことから,従来法で合成した材料より高機能を発現した。さらに,得られたポリマー両末端の定量的な官能基化が可能で,より緻密な機能の付与が達成できた。
【目次】
1. はじめに
2. Ru-カルベン錯体触媒を用いるADMET重合による共役ポリマーの精密合成
3. Defect-freeポリマーの光特性
4. ポリマー両末端の官能基化による両親媒性ブロック共重合体の精密合成
5. おわりに
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コングレスレポート
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SCC California Suppliers Day 2009に参加して
Attended at California Suppliers Day 2009
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島田邦男(日油(株) ライフサイエンス事業部)
米国化粧品技術者会(Society of Cosmetic Chemists;SCC)主催の化粧品原料展示会Suppliers Dayが,2009年10月22,23日の2日間,ロサンゼルスの南にある臨海都市ロングビーチで開催された。Suppliers Dayの展示内容を中心に報告する。
【目次】
1. 米国化粧品業界の景気について
2. SCC California Suppliers Day 2009
3. Estee Lauderの試み
4. おわりに
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連載講座 医薬品開発プロセスに学ぶ品質管理 第8回
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スケールアップとトラブル対策
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橋本光紀(医薬研究開発コンサルティング)
【目次】
1. はじめに
2. スケールアップへの取り組み
3. 製法確立のタイムスケジュール
4. スケールアップの問題点
5. スケールアップの留意点
6. 操作性の良いフローシートとは
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連載 ファインケミカル特許事情(2)
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機能性食品の特許出願
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佐伯とも子(東京工業大学 イノベーションマネジメント研究科)
【目次】
1. はじめに
2. 健康食品と特許出願
3. 発明のカテゴリーと特許性
4. 機能性食品での特許出願戦略
5. おわりに
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ケミカルプロフィル
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β-アラニン
(β-Alanine)
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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
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3-アミノピリジン
(3-Aminopyridine)
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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
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ニュースダイジェスト
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海外編
国内編
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