クエリ: エチレングリコールとテレフタル酸の脱水縮合によって作られる、飲み物の容器などに用いられている合成高分子は何でしょう?
文章: ポリエチレンテレフタラート 飲料容器として知られるペットボトルのほか、フィルム・磁気テープの基材、衣料用の繊維など(フリースなど)に用いられる。熱可塑性の合成繊維の中では、その結晶性から比較的熱に強く、生産量も最も多い。そのため、ペットボトルから繊維へといったリサイクルが比較的普及している樹脂でもある。結晶性ポリエチレンテレフタレートは、加温用の飲料容器やレーザープリンター用のOHPシートなどに使われている。グリコール変性ポリエチレンテレフタレートは、厚肉成型品や厚肉板などに使われているほか、比較的耐熱温度が高い性質や強度の高さを利用し食器洗い機を多用する外食業界向けにガラス製品の代用として採用される。2016年にポリエチレンテレフタラートを分解する細菌イデオネラ・サカイエンシスが見つかった。
文章: 向山光昭 シリルエノールエーテルとカルボニル化合物をルイス酸触媒(四塩化チタンなど)下で作用させるとアルドール反応が進行することを発見。この反応は世界的に向山アルドール反応と呼ばれるほどで、今日、有機合成化学者で知らない者はいないほど有名である。それ以外にも脱水縮合反応を中心とした研究を行っている。大環状化合物合成に有用な向山縮合試薬や、フッ化糖類を用いる新規グリコシル化反応なども開発した。脱水反応はライフワークともいうべきもので、その手法は大員環ラクトンの合成法である向山-Corey法、糖類の立体選択的アノマー構築など数多くの素反応へと展開された。弟子に当たる光延旺洋がこれを継承し、発展させたものが高名な光延反応である。 東京理科大学時代、これまで有機素反応開発で名を馳せた向山は、パクリタキセル(タキソール)の全合成に取り組み、わずか5年で達成した。その合成ルートはアルドール反応をうまく組み合わせ各置換基の立体が制御された非環形化合物をヨウ化サマリウムを用いた環化反応により八員環(B環)を始めに構築するという非常に特徴的なものであった。これはタキソール全合成5例目に当たる。さらに新規触媒的酸化反応(向山酸化反応)、アルケンの水和反応(向山水和反応)なども開発、幅広く独創的な研究を展開した。近年では、光延反応を改良した有用な反応系(向山酸化還元縮合反応)も開発している。 東京理科大学退職後、北里研究所に異動し、その後も塩化スルフィンイミドイルを用いるアルコールの酸化反応や、晩年はキノン - ホスフィンの酸化-還元系を用いる酸化還元縮合反応なども手がけ、精力的に研究を続けた。 文章: ポルフォビリノーゲンシンターゼ ポルフォビリノーゲンシンターゼ(アミノレブリン酸脱水酵素)は、アミノレブリン酸2分子が不斉縮合することによりポルフォビリノーゲンを合成する。ヘム、クロロフィル、ビタミンB12を含む自然界すべてのテトラピロール類は、ポルフォビリノーゲンを共通の中間体としている。 ポルフォビリノーゲンシンターゼは、ポルフィリン生合成の2番目の反応に関わっている。 文章: グルタコン酸 幾何異性体であるcis-グルタコン酸は、融点が130132°Cと低い。レブリン酸をブロモ化し、ジブロモケトンと炭酸カリウムで処理して合成できる。 分子内脱水縮合で形成するグルタコン酸無水物は、水溶液中では互変異性体として存在する。無色の固体で、融点は7782°Cである。cis体、trans体のどちらも無水物を作るが、trans体は反応条件によって形成する。 文章: セルロースエーテル セルロースエーテルはセルロースに含まれるヒドロキシ基をエーテルに変換したものである。セルロースは自然界に存在する高分子であり、一部の有機溶媒には溶解するものの、一般的な溶媒である水には不溶である。これは、セルロースの構成単位であるグルコース環にヒドロキシ基が存在し、隣接するヒドロキシ基との間に水素結合を生じて結晶化するために水和を阻害するからである。 このヒドロキシ基の水素原子をメチル基などで置換して水素結合の生成を阻害することにより水和が行なわれるようになり、水溶性が得られる。この時、グルコース環とその置換基の間にエーテル結合が生じるため、このような結合様式を有するセルロース誘導体を総称してセルロースエーテルと呼ぶ。 セルロースエーテルには以下のような種類がある。 メチルセルロース エチルセルロース エチルメチルセルロース カルボキシメチルセルロース - 末端にカルボキシル基を持つ カルボキシエチルセルロース ヒドロキシエチルセルロース - 末端に水酸基を持つ ヒドロキシプロピルセルロース - 末端に水酸基を持つ ベンジルセルロース トリチルセルロース シアノエチルセルロース アミノエチルセルロース 文章: 縮合剤 縮合剤または 脱水縮合剤とは付加脱離反応により、エステル・アミドなどのカルボン酸誘導体をワンポット合成するための反応試剤である。特にペプチド合成には温和な条件下で付加脱離反応を進行させる必要があり、その合成法開発の過程で多様な縮合剤が開発された。カップリング剤の範疇に含まれる。 縮合剤には、カルボン酸無水物、酸アジド、活性エステルなど反応系中で活性カルボン酸誘導体を生成するものがほとんどであるが、向山試薬のように酸化還元反応により形式的に水を除去するものも存在する。光延試薬などもこの一種である。 文章: エチレンオキシド エチレンオキシドに酸を触媒として水と反応させるとエチレングリコール (HOCH2CH2OH) が得られる。この反応で水の量を減らせば、ポリエチレングリコール (PEG) が生成する。さらに、水のない条件で酸を作用させるとカチオン重合によりポリエチレンオキシド (PEO) となる。 また、グリニャール試薬 (RMgX) と反応させると加水分解後に第一級アルコール (RCH2CH2OH) となる。3員環の開環によりひずみエネルギーが解放されるため、このほかにもさまざまな求核剤に対するヒドロキシエチル化剤として良い反応性を示す。 アセタール樹脂、エピクロロヒドリンゴムなどの原料として利用される。 文章: 縮合剤 反応機構的には、カルボン酸の脱水縮合反応は可逆反応であるため、反応の生成物である水を反応系より除去するか、遊離カルボン酸を脱離活性の高い脱離基を持つ酸塩化物・酸無水物などに変換してから反応させることで化学平衡を生成系側に移動させることで収率良くカルボン酸誘導体を得ることが出来る。古典的反応を挙げると前者の代表例がフィッシャーのエステル合成であり、後者の代表例がショッテン・バウマン反応である。 これらの反応は簡単な基質の場合今でも用いられるが、強熱や強酸成分といった条件を必要とし、これらの条件下ではラセミ化を惹起するペプチド合成には適用しがたい反応であった。 またフラグメント合成法(ある程度の長さを持つペプチド鎖同士を縮合させる方法。ラセミ化を起こしやすい)などでは脱保護された反応原料を速やかに縮合させる必要があり、活性種を単離することなく中性かつ温和な条件下で定量的に付加脱離反応を進行させる反応試剤が求められた。 文章: ヒドロキシエチルセルロース ヒドロキシエチルセルロース(英: Hydroxyethyl cellulose)は、セルロースにエチレンオキシドを付加させることにより水溶性を持たせた高分子化合物である。HECと略される。 文章: 2-メチル-6-ニトロ安息香酸無水物 2-メチル-6-ニトロ安息香酸無水物とは、2-メチル-6-ニトロ安息香酸が分子間で脱水縮合した構造をもった化合物であり、椎名試薬とも呼ばれる縮合剤である。 2002年、椎名勇らが開発した。穏やかな条件下で脱水縮合反応を進行させることができるため、13,000件以上の使用例が報告されている。 文章: クライゼン縮合 分子内に2つのエステル結合を持つ分子では、分子内でクライゼン縮合が進行し環状のβ-ケトエステルを生成する。 この反応は特にディークマン縮合または、ディークマン環化と呼ばれる。 ルイス酸(TiCl4 Et3N)を用いて高濃度で行える,強力な大環状 17 員環の合成反応が報告されている。 文章: エタノール沈殿 また、エタノールの代わりに、より極性が小さいイソプロパノールを用いると、より沈殿が得やすい。しかし、イソプロパノールはエタノールよりも揮発性が低いため、最後の乾燥の段階で時間がかかるという欠点がある。またイソプロパノールが残ると、その後の実験に影響が大きい(酵素活性が阻害されるなど)ので、沈殿の洗浄・乾燥に留意が必要である。 水溶性のポリエーテルであるポリエチレングリコール(PEG)を用いたDNAの沈殿法(PEG沈殿)も用いられる。これには高分子量のDNAを優先的に沈殿させる効果があり、プラスミドなどの精製過程でのRNAの除去などに用いられる。これもPEGを除くために再度エタノール沈殿を行う必要がある。 文章: 椎名ラクトン化反応 椎名ラクトン化反応の過程は、最後の環化ステップ以外はすべて可逆反応で構成されている。反応の第一段階では穏やかな条件で速やかに混合酸無水物(MA)が生成し、次いで第二段階ではさらに高速なMAの環化反応が進行するためMA濃度の上昇が抑制される。この効果を最大限に引き出すために、原料であるヒドロキシカルボン酸はシリンジポンプを用いて系内にゆっくりと添加する。シリンジポンプを使用して少しずつ添加されるヒドロキシカルボン酸は、わずかに系内に投入された時点で全量が迅速にMAに変換され、引き続き直ちに環化して消費される。このように、椎名ラクトン化反応ではMAの濃度が反応初期から終了時まで全期間にわたり低く保たれるため、単量体の生成比が非常に高い。 芳香族カルボン酸無水物を脱水縮合剤とする反応はヒドロキシカルボン酸の分子内反応(椎名ラクトン化反応)のみならず、カルボン酸とアルコールの分子間反応にも使われる(椎名エステル化反応)。分子内反応、分子間反応ともに様々な天然物や薬理活性化合物の人工合成に利用されている。カルボン酸とアミンの反応ではアミドやペプチドも得られる。 酸性条件の反応では、金属トリフラートなどのルイス酸触媒が高活性であり、塩基性条件の反応では、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン N-オキシド(DMAPO)および4-ピロリジノピリジン(PPY)などが用いられる。 文章: PETase PETase(ピー・イー・ティー・エース、ペターゼ)は、細菌のイデオネラ・サカイエンシスから分離された酵素である。PETが持つエステル結合を、カルボキシ基と水酸基とに加水分解する酵素であり、EC番号は3.1.1.101が与えられている。PETaseはPETプラスチックを単量体テレフタル酸モノ-2-ヒドロキシエチル(MHET)分子へと分解する。MHETはこれらの細菌においてMHETaseの作用によりさらにテレフタル酸ヒドロキシエチルへと分解される。MHETaseは水中でさらにテレフタル酸とエチレングリコールへ分解する。 PETaseによって触媒される本反応は以下の通りである(nはPET鎖中のモノマーの数)。 PETaseの既知の三次元構造は5XH3、5XH2、5XG0、5XFZ、5XFY、5YNS、5XJHである。 文章: 無水コハク酸 コハク酸と無水酢酸を用い、濃硫酸を触媒として脱水縮合反応による無水コハク酸を合成する。 文章: トリフルオロメタノール 全ての一級及び二級のパーフルオロアルコールと同様に、トリフルオロメタノールは、吸熱反応でフッ化水素を脱離してフッ化カルボニルを形成する。-120°C以内の温度で、トリフルオロメトキシクロリドと塩化水素から、次のように作ることができる。この反応では、トリフルオロメトキシクロリド内の部分正電荷を持つ塩素原子と塩化水素内の部分負電荷を持つ塩素原子の再結合が起こり、塩素原子として用いられる。塩素、塩化水素、クロロトリフルオロメタン等の副産物は、-110°Cのエバポレーションで除去することができる。融点は-82°C、計算上の沸点は約-20°Cであるため、沸点はメタノールよりも約85 K低い。このことは、分子間H-F結合がなく、気相赤外スペクトラムでも見えないことで説明できる。より単純な合成では、上述の反応(I)を用いる。平衡は、低温では、熱力学的にトリフルオロメタノールの方に偏る。