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遷移金属触媒によるsp3炭素ーフッ素結合の選択的活性化と官能基化

Research Project

Project/Area Number 14J02480
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

市塚 知宏  筑波大学, 数理物質系, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords有機合成化学 / 有機フッ素化合物 / 遷移金属触媒
Outline of Annual Research Achievements

有機フッ素化合物は近年、医農薬や材料科学などの応用分野で大きな注目を集めているが、その合成法は十分には整備されていなかった。そこで申請者は、複数個のフッ素置換基を有する出発物質に対し、その炭素-フッ素結合の切断と官能基化を一挙に行うこと(炭素-フッ素結合の活性化)により、有用な有機フッ素化合物を合成する手法の開発を行った。ここで問題となるのは、炭素-フッ素結合が極めて高い結合エネルギーを持つ非常に安定な化学結合であり、その活性化が困難である点であった。この問題に対して申請者は、炭素-フッ素結合の活性化手法として、穏和な条件下でも効率的に進行するフッ素脱離に注目し、それを活用した有機フッ素化合物の合成反応を開発した。
(1)ニッケル触媒によるフルオロアルケン類とアルキンの脱フッ素カップリング:フルオロアルケン類とニッケル錯体の化学的相性が良いことを利用し、ニッケル錯体上でアルキンとフルオロアルケン類を効率的に反応させる手法を開発した。本手法は、様々なフルオロアルケン類に適用することが可能であり、医農薬の分野で注目を集めるフルオロアレーンやモノフルオロアルケン、ジフルオロアルケンの迅速合成を可能にした。
(2)ニッケル触媒によるジフルオロプロペン類とハロアレーンの脱フッ素カップリング:申請者は、ニッケル触媒を用いた3,3-ジフルオロプロペン誘導体に対する脱フッ素アリール化によるモノフルオロアルケン合成法を見出した。本反応は、極めて穏和な条件下で進行し、従来法では得難い高い官能基許容性を示した。
(3)0価マンガンによるジフルオロジエノールシリルエーテル合成:β-トリフルオロメチルエノン類を0価マンガンとクロロシランで処理することで、ジフルオロジエノールシリルエーテルを高収率で合成できることを見出した。この化合物は、様々な求電子剤との反応が可能であるため、極めて有用な合成中間体である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Platform for Ring-Fluorinated Benzoheterole Derivatives: Palladium-Catalyzed Regioselective 1,1-Difluoroallylation and Heck Cyclization2016

    • Author(s)
      Takeshi Fujita, Kazuki Sugiyama, Shohei Sanada, Tomohiro Ichitsuka, Junji Ichikawa
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 18 Issue: 2 Pages: 248-251

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b03390

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Ni-Catalyzed Synthesis of Fluoroarenes via [2+2+2] Cycloaddition Involving α-Fluorine Elimination2015

    • Author(s)
      Takeshi Fujita, Yota Watabe, Tomohiro Ichitsuka, Junji Ichikawa
    • Journal Title

      Chemistry-A European Journal

      Volume: 21 Issue: 38 Pages: 13225-13228

    • DOI

      10.1002/chem.201502744

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Nickel-Catalyzed Allylic C(sp3)-F Bond Activation of Trifluoromethyl Groups via β-Fluorine Elimination: Synthesis of Difluoro-1,4-dienes2015

    • Author(s)
      Tomohiro Ichitsuka, Takeshi Fujita, Junji Ichikawa
    • Journal Title

      ACS Catalysis

      Volume: 5 Issue: 10 Pages: 5947-5950

    • DOI

      10.1021/acscatal.5b01463

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Catalytic defluorinative [3 + 2] cycloaddition of trifluoromethylalkenes with alkynes via reduction of nickel(II) fluoride species2015

    • Author(s)
      Takeshi Fujita, Tomohiro Arita, Tomohiro Ichitsuka, Junji Ichikawa
    • Journal Title

      Dalton Transaction

      Volume: 44 Issue: 45 Pages: 19460-19463

    • DOI

      10.1039/c5dt02160j

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Versatile Difluorovinylation Method: Cross-Coupling Reactions of the 2,2-Difluorovinylzinc-TMEDA Complex with Alkenyl, Alkynyl, Allyl and Benzyl Halides2015

    • Author(s)
      Tomohiro Ichitsuka, Tsuyoshi Takanohashi, Takeshi Fujita, Junji Ichikawa
    • Journal Title

      Journal of Fluorine Chemistry

      Volume: 170 Pages: 29-37

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Double C-F Bond Activation through β-Fluorine Elimination: Nickel-Mediated [3+2] Cycloaddition of 2-Trifluoromethyl-1-alkenes with Alkynes2014

    • Author(s)
      Tomohiro Ichitsuka, Takeshi Fujita, Tomohiro Arita, Junji Ichikawa
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 53 Issue: 29 Pages: 7564-7568

    • DOI

      10.1002/anie.201402695

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フローマイクロリアクターによるトリフルオロメチルビニルリチウムのボリル化とその合成化学的利用2016

    • Author(s)
      金野 成樹、渡部 陽太、市塚 知宏、藤田 健志、永木 愛一郎、吉田 潤一、市川 淳士
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス、京都府京田辺市
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ニッケル触媒によるアリル位炭素-フッ素結合活性化:ジフルオロプロペン誘導体とヨードア レーンの還元的カップリング2016

    • Author(s)
      小林優太郎、市塚 知宏、藤田 健志、市川 淳士
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス、京都府京田辺市
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Vinylic and allylic C-F bond activation via nickel-catalyzed fluorine elimination2015

    • Author(s)
      Takeshi Fujita, Tomohiro Ichitsuka, Yota Watabe, Tomohiro Arita, and Junji Ichikawa
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Flash generation and borylation of trifluoromethylvinyl lithium and its application to cross-coupling2015

    • Author(s)
      Takeshi Fujita, Naruki Konno, Yota Watabe, Tomohiro Ichitsuka, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida and Junji Ichikawa
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ジフルオロエチレンを用いた[2+2+2]付加環化に よる触媒的フルオロアレーン合成2015

    • Author(s)
      渡部陽太, 市塚知宏, 藤田健志, 市川淳士
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀、東京都江戸川区
    • Year and Date
      2015-10-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Nickel-Catalyzed Fluoroarene Synthesis via α-Fluorine Elimination and Its Mechanism2015

    • Author(s)
      渡部陽太, 市塚知宏, 藤田健志, 市川淳士
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学、千葉県船橋市
    • Year and Date
      2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ジフルオロエチレンとアルキンの触媒的[2+2+2]付加環化反応:フルオロアレーン合成とその反応機構研究2014

    • Author(s)
      渡部陽太, 市塚知宏, 藤田健志, 市川淳士
    • Organizer
      第37回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪府立男女共同参画・青少年センター、大阪府大阪市
    • Year and Date
      2014-10-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Nickel-Catalyzed Selective C-F Bond Activation and Functionalization2014

    • Author(s)
      市塚知宏
    • Organizer
      第5回大津会議
    • Place of Presentation
      大津プリンスホテル、滋賀県大津市
    • Year and Date
      2014-10-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] C-F Bond Activation via β-Fluorine Elimination from Nickelacycle2014

    • Author(s)
      Takeshi Fujita, Tomohiro Ichitsuka, Yota Watabe, Tomohiro Arita, and Junji Ichikawa
    • Organizer
      XXVI International Conference on Organometallic Chemistry
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌、北海道札幌市
    • Year and Date
      2014-07-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ニッケル触媒によるビニル位およびアリル位C-F結合活性化とその合成化学的応用2014

    • Author(s)
      藤田健志, 市塚知宏, 渡部陽太, 在田知央, 市川淳士
    • Organizer
      第105回有機合成シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学、東京都目黒区
    • Year and Date
      2014-06-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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