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Development and application of new fluorination reactions utilizing the umpolung of fluorine by hypervalent iodine

Research Project

Project/Area Number 19K05423
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
Research InstitutionSaga University

Principal Investigator

Kitamura Tsugio  佐賀大学, 理工学部, 客員研究員 (00153122)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小山田 重蔵  佐賀大学, 理工学部, 助教 (60525393)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsフッ素化反応 / 超原子価ヨウ素 / 求電子的フッ素化 / 触媒的フッ素化 / 含フッ素有機化合物 / フッ化水素 / 有機化学
Outline of Research at the Start

超原子価ヨウ素の利用により、HF反応剤による種々のフッ素化反応を開発し、有用な含フッ素化合物の合成法を提供し、社会に貢献することを目的としている。具体的には、簡便に調製できるArIO/HF反応剤によるフッ素化反応及びArIを触媒とする触媒的フッ素化反応を検討し、形式的なフッ素の極性変換による新しいフッ素化技術を開発する。本研究では、
(1) 医薬品への応用を目指した含フッ素化合物の合成法の開発
(2) 高効率触媒的フッ素化反応のための新規高活性触媒の創製とフッ素化への応用
を行い、医薬品として有用な含フッ素化合物の合成と高効率新規触媒の創製により、新規フッ素化反応を確立する。

Outline of Final Research Achievements

This report describes the development of safer and more convenient fluorination reactions using HF reagents. Important results include (1) synthesis of β-fluoroalkenyl iodonium salts bearing a cyclic benziodoxole structure, (2) fluorination of alkenes with o-iodosylbenzoic acid/HF reagents and recovery of o-iodobenzoic acid, and (3) iodofluorination of alkenes using iodine. The products obtained in this study are useful as building blocks for synthesizing various fluorine-containing compounds.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の特徴は、フッ化物イオンを陽イオンに極性変換することに着目したところである。フッ化物イオンの極性変換は困難であるが、超原子価ヨウ素を用いて最も電気陰性度の高いフッ素の極性変換を行うもので、独創的で、極めて意義ある研究である。さらに、ヨードベンゼンを触媒とする触媒的フッ素化反応にも応用することができる。
超原子価ヨウ素を利用することにより、従来困難であったフッ化水素反応剤によるフッ素化反応を開発し、医薬・農薬の原料として有用な有機フッ素化合物をより安全に、かつ簡便な操作で合成し、安価なフッ素化合物を提供し、社会に貢献することができる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Preparation, Structure, and Reactivity of Pseudocyclic β‐Trifluorosulfonyloxy Vinylbenziodoxolone Derivatives2021

    • Author(s)
      Yoshimura Akira、Huss Christopher D.、Liebl Mackenzie、Rohde Gregory T.、Larson Scott M.、Frahm Gunnar B.、Luedtke Mattew W.、Schumacher Tanner J.、Gardner Zachary S.、Zhdankin Viktor V.、Postnikov Pavel S.、Yusubov Mekhman S.、Kitamura Tsugio、Saito Akio
    • Journal Title

      Advanced Synthesis & Catalysis

      Volume: 363 Issue: 13 Pages: 3365-3371

    • DOI

      10.1002/adsc.202100341

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Iodine-Mediated Fluorination of Alkenes with an HF Reagent: Regioselective Synthesis of 2-Fluoroalkyl Iodides2021

    • Author(s)
      Kitamura Tsugio、Komoto Ryuichi、Oyamada Juzo、Higashi Masahiro、Kishikawa Yosuke
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 86 Issue: 24 Pages: 18300-18303

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c02422

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 超原子価ヨウ素を用いる有機合成反応の開発-有機ヨウ素化学に魅了されて-2021

    • Author(s)
      北村二雄
    • Journal Title

      Organometallic News

      Volume: 2021 Pages: 62-67

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Kitamura Electrophilic Fluorination Using HF as a Source of Fluorine2020

    • Author(s)
      Han Jianlin、Butler Greg、Moriwaki Hiroki、Konno Hiroyuki、Soloshonok Vadim A.、Kitamura Tsugio
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 25 Issue: 9 Pages: 2116-2116

    • DOI

      10.3390/molecules25092116

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Electrophilic fluorination using PhIO/HF・THF reagent2020

    • Author(s)
      Li Wang、Kitamura Tsugio、Zhou Yangliu、Butler Greg、Han Jianlin、Soloshonok Vadim A.
    • Journal Title

      Journal of Fluorine Chemistry

      Volume: 240 Pages: 109670-109670

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2020.109670

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Convenient access to stable β-fluorovinyl-substituted 1,2-benziodoxolones2020

    • Author(s)
      Kitamura Tsugio、Sato Rinka、Morita Hikari、Kitamura Daichi、Oyamada Juzo、Higashi Masahiro、Kishikawa Yosuke
    • Journal Title

      Arkivoc

      Volume: 2020 Issue: 4 Pages: 25-34

    • DOI

      10.24820/ark.5550190.p011.291

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 超原子価ヨウ素を利用するフッ化水素反応剤によるフッ素化反応の開発2020

    • Author(s)
      北村二雄
    • Journal Title

      ファインケミカル

      Volume: 49 Pages: 5-16

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] 超原子価ヨウ素ベンザイン・ベンズジイン発生剤の開発2019

    • Author(s)
      北村二雄
    • Journal Title

      SIS Letters

      Volume: 2019 Pages: 2-10

    • NAID

      40022791783

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 有機ヨウ素化学に魅了されて35年2021

    • Author(s)
      北村二雄
    • Organizer
      有機金属部会第1回例会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] HYPERVALENT IODINE-PROMOTED FLUORINATION OF FUNCTIONALIZED AROMATIC OLEFINS2019

    • Author(s)
      Tsugio Kitamura, Kento Yoshida, Shota Mizuno, Azusa Miyake, Juzo Oyamada, Masahiro Higashi, Yosuke Kishikawa
    • Organizer
      International Conference on Fluorine Chemistry 2019 Himeji
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Convenient Synthesis of beta-Fluorovinyliodanes from Alkynes and Iodoarenes2019

    • Author(s)
      Hikari Morita, Juzo Oyamada, Tsugio Kitamura, Masahiro Higashi, Yosuke Kishikawa
    • Organizer
      The 24th Joint Seminar of the Kyushu Branch of the CSJ and the Busan Branch of KCS
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] HYPERVALENT IODINE-MEDIATED FLUORINATION OF ALKYNES. SYNTHESIS OF 2-FLUOROVINYL IODONIUM SALT2019

    • Author(s)
      Tsugio Kitamura, Hikari Morita, Shota Mizuno and Juzo Oyamada
    • Organizer
      The XIII International Conference on Heteroatom Chemistry
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 嵩高い置換基をもつ超原子価ヨウ素化合物の合成と反応2019

    • Author(s)
      菅紗弥、小山田重蔵、北村二雄
    • Organizer
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ヨウ素をメディエーターとするHF反応剤によるアルケン類のフッ素化反応2019

    • Author(s)
      河本龍一、小山田重蔵、北村二雄
    • Organizer
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ヨードアレーン触媒を用いるフッ素化反応と触媒の回収2019

    • Author(s)
      中村勇太、辻有紗、小山田重蔵、北村二雄
    • Organizer
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ヨウ素をメディエーターとするHF反応剤によるアルケンのフッ素化反応2019

    • Author(s)
      河本龍一、小山田重蔵、北村二雄、東 昌弘、岸川洋介
    • Organizer
      第22回ヨウ素学会シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Convenient Access to beta-Fluoroalkenyl-lamda3-iodanes2019

    • Author(s)
      Tsugio Kitamura
    • Organizer
      The 9th International Meeting on Halogen Chemistry
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Iodocyclization/photocyclization approach to diverse benzothienobenzothiophene (BTBT) derivatives2019

    • Author(s)
      Tsugio Kitamura
    • Organizer
      The 11th International Symposium on Nano & Supramolecular Chemistry
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 酸化剤存在下o-ヨード安息香酸を用いるアルキンのフッ素化反応2019

    • Author(s)
      北村二雄、森田 光、佐藤鈴佳、小山田重蔵
    • Organizer
      第45回有機典型元素化学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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