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有機触媒によるジフルオロカルベンの発生制御と有機フッ素化合物合成

Publicly Offered Research

Project AreaAdvanced Molecular Transformations by Organocatalysts
Project/Area Number 26105705
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

渕辺 耕平  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10348493)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywordsプロトンスポンジ / カルベン / フッ素 / シクロプロパン / シクロペンタノン / 有機触媒 / 医薬 / 農薬 / ジフルオロメチル化 / ジフルオロカルベン / 硫黄 / 選択性
Outline of Annual Research Achievements

1,1-ジフルオロシクロプロパンは生理活性化合物の部分構造として重要であるほか、高い歪みエネルギーを有するため、合成中間体としても有望である。平成27年度は、有機触媒により発生させたジフルオロカルベンを用いる、シリルエノールエーテルのジフルオロシクロプロパン化反応を検討した。有機触媒による穏やかな条件でのジフルオロカルベン発生は、従来のジフルオロカルベン発生条件下で不安定であることが多いシリルエノールエーテルのシクロプロパン化に特に適している。
諸検討の結果、1,8-ビス(ジメチルアミノ)ナフタレン (プロトンスポンジ)が有機触媒として適していることを明らかとした。すなわち、種々のα,β-不飽和ケトンから容易に調製できるシリルジエノールエーテルに対し、触媒量のプロトンスポンジ存在下、2,2-ジフルオロ-2-フルオロスルホニル酢酸トリメチルシリル (TFDA)を作用させた。その結果、系中で発生した遊離ジフルオロカルベンによるジフルオロシクロプロパン化が効率良く進行した。
生成した1,1-ジフルオロ-2-シロキシ-2-ビニルシクロプロパンは、医農薬として有望な含フッ素シクロペンタノン誘導体合成のための中間体として機能した。まず、上述のジフルオロ(シロキシ)(ビニル)シクロプロパンに触媒量のBu4N SiF2Ph3 (TBAT)を作用させ、シクロプロパン環の開裂を伴う脱離を経て、1-フルオロビニル=ビニル=ケトンを収率良く得た(ナザロフ前駆体)。このジビニルケトンに等モル量のMe3Si B(OTf)4を作用させ、フッ素のα-カチオン安定化効果を利用する位置選択的なナザロフ環化により、2-フルオロ-2-シクロペンテノンを収率良く得た。有機触媒の活用によりその前駆体の簡便合成が可能になったため、このような位置選択的なナザロフ環化が実現した。

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

    (30 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results) Book (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Organocatalytic, Difluorocarbene-Based S-Difluoromethylation of Thiocarbonyl Compounds2015

    • Author(s)
      Fuchibe, K.; Bando, M.; Takayama, R.; Ichikawa, J.
    • Journal Title

      J. Fluorine Chem.

      Volume: 171 Pages: 133-138

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2014.08.013

    • NAID

      120007130272

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pinpoint-Fluorinated Phenacenes: New Synthesis and Solubility Enhancement Strategies2015

    • Author(s)
      Fuchibe, K.; Morikawa, T.; Shigeno, K.; Fujita, T.; Ichikawa, J.
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 17 Issue: 5 Pages: 1126-1129

    • DOI

      10.1021/ol503759d

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Pinpoint-Fluorinated Phenanthrene Synthesis Based on C-F Bond Activation of Difluoroalkenes2015

    • Author(s)
      Fuchibe, K.; Morikawa, T.; Ueda, R.; Okauchi, T.; Ichikawa, J.
    • Journal Title

      J. Fluorine Chem.

      Volume: 179 Pages: 106-115

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2015.06.008

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regioselective Synthesis of α,α-Difluorocyclopentanone Derivatives: Domino Nickel-Catalyzed Difluorocyclopropanation/ Ring Expansion Sequence of Silyl Dienol Ethers2015

    • Author(s)
      Aono, T.; Sasagawa, H.; Fuchibe, K.; Ichikawa, J.
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 17 Issue: 23 Pages: 5736-5739

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b02726

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Indium(III)-Catalyzed Cationic Cyclization of 1,1-Difluoroallenes: Regioselective Synthesis of 1-Fluoronaphthalenes2014

    • Author(s)
      Fuchibe, K.; Mayumi, Y.; Yokota, M.; Aihara, H.; Ichikawa, J.
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      Volume: 87 Issue: 9 Pages: 942-949

    • DOI

      10.1246/bcsj.20140128

    • NAID

      130004153310

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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] α-フルオロシクロペンテノンの位置選択的合成:有機触媒によるジフルオロカルベン生成とフッ素により制御されるナザロフ環化2016

    • Author(s)
      渕辺耕平
    • Organizer
      日本化学会 第96春季年会 コラボレーション企画「未来を創る有機分子触媒」
    • 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
      2016-03-26
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    • Invited
  • [Presentation] ジフルオロアルケンの酸化的カチオン環化と置換PAH合成への応用2016

    • Author(s)
      筥崎智弘・渕辺耕平・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
      2016-03-23
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  • [Presentation] 不活性なフルオロアレーンの芳香族求核置換反応と芳香環増環サイクルの構築2016

    • Author(s)
      今岡寿仁・渕辺耕平・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
      2016-03-23
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ルイス酸によるトリフルオロメチルシクロプロパンの炭素- フッ素結合活性化 : アレーンのジフルオロホ モアリル化2016

    • Author(s)
      大木理江・八田 響・渕辺耕平・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
      2016-03-23
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Catalytic Introduction of Difluoromethyl and Difluoromethylene Groups with Difluorocarbene and Its Complexes2015

    • Author(s)
      Fuchibe, K.; Aono, T.; Hu, J.; Takayama, R.; Koseki, Y.; Bando, M.; Ichikawa, J.
    • Organizer
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center (U.S.A.)
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Control of Difluorocarbene Generation by Organocatalyst and Its Applications2015

    • Author(s)
      Fuchibe, K.; Koseki,Y.; Aono, T.; Bando, M.; Takayama, R.; Ichikawa, J.
    • Organizer
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center (U.S.A.)
    • Year and Date
      2015-12-15
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ルイス酸による炭素-フッ素結合活性化を活用した置換テトラセン合成2015

    • Author(s)
      筥崎智弘・三浦恵祐・北川 翼・渕辺耕平・市川淳士
    • Organizer
      第38回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      中央区立日本橋公会堂 (東京都中央区)
    • Year and Date
      2015-09-17
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 遷移金属触媒による位置選択的ジフルオロメチレン挿入法:ジフルオロシクロペンタノン誘導体の合成2015

    • Author(s)
      青野竜也・胡極・篠川恒・渕辺耕平・市川淳士
    • Organizer
      第62回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス (大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 1,1-Difluoroallenes as Synthetic Platforms: Indium-Catalyzed Dimino Synthesis of Pinpoint-Fluorinated PAHs2015

    • Author(s)
      Fuchibe, K.
    • Organizer
      The 6th Japanese-Sino Symposium on Organic Chemistry for Young Scientists
    • Place of Presentation
      秋保リゾートホテル クレセント (宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-09-06
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Organocatalytic Generation of Difluorocarbene: Synthesis of Difluoromethy1 Thioimidates2015

    • Author(s)
      Fuchibe, K.; Bando, M.; Takayama, R.; Ichikawa, J.
    • Organizer
      第39回内藤コンファレンス
    • Place of Presentation
      シャトレーゼガトーキングダムサッポロ (北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-07-06
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ジフルオロアレンのドミノ反応を利用するフッ素置換多環式芳香族炭化水素の合成2015

    • Author(s)
      渕辺耕平・真弓夕佳・趙男・横田実咲・市川淳士
    • Organizer
      第107回有機合成シンポジウム
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学薬学部マルチメディア講堂 (東京都港区)
    • Year and Date
      2015-06-09
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機分子触媒によるジフルオロカルベンの発生制御と合成化学的利用2015

    • Author(s)
      渕辺耕平
    • Organizer
      第8回 有機触媒シンポジウム
    • Place of Presentation
      沖縄県市町村自治会館 自治会館ホール (沖縄県那覇市)
    • Year and Date
      2015-05-10
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      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] プロトンスポンジ触媒によるジフルオロカルベンの発生と含フッ素シクロペンテノン合成への応用2015

    • Author(s)
      髙山亮・渕辺耕平・市川淳士
    • Organizer
      第8回 有機触媒シンポジウム
    • Place of Presentation
      沖縄県市町村自治会館 自治会館ホール (沖縄県那覇市)
    • Year and Date
      2015-05-10
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 銅触媒を用いたジフルオロメチレン基導入によるフッ素置換五員環シリルエノールエーテルの合成2015

    • Author(s)
      胡極・渕辺耕平・市川淳士
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学 船橋キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 縮合環構造を有するアラインを用いた多環式芳香族炭化水素の高効率合成2015

    • Author(s)
      阿部将志・渕辺耕平・市川淳士
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学 船橋キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] フルオロアルケンのカチオン環化を基盤とする置換アセン合成2015

    • Author(s)
      筥崎智弘・三浦恵佑・渕辺耕平・市川淳士
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学 船橋キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機触媒によるジフルオロカルベンの発生とチオカルボニル化合物のS-ジフルオロメチル化反応2014

    • Author(s)
      高山亮・坂東正樹・渕辺耕平・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
      2014-10-30 – 2014-10-31
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 機能性材料を指向した高溶解性ピンポイントフッ素化フェナセンの合成2014

    • Author(s)
      重野健斗・渕辺耕平・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
      2014-10-30 – 2014-10-31
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 1,1-Difluoroallenes as Synthetic Platforms: Preparation and Domino Reactions2014

    • Author(s)
      Kohei Fuchibe
    • Organizer
      ICOMC2014 Sendai Pre-Symposium
    • Place of Presentation
      東北大学工学部
    • Year and Date
      2014-07-11
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ルイス酸によるアリル位フッ素-炭素結合活性化:トリフルオロメチルアルケンからのジフルオロアルケン合成2014

    • Author(s)
      八田響・渕辺耕平・市川淳士
    • Organizer
      第3回 JACI/GSCシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京国際フォーラム(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2014-05-22 – 2014-05-23
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  • [Book] フッ素化学入門2015 - フッ素化合物の合成法2015

    • Author(s)
      市川淳士・渕辺耕平・藤田健志
    • Total Pages
      20
    • Publisher
      三共出版
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  • [Book] フッ素化学入門2015 フッ素化合物の合成法2015

    • Author(s)
      足達健二、渕辺耕平 他47名
    • Total Pages
      367
    • Publisher
      三共出版
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  • [Book] 有機合成実験法ハンドブック2015

    • Author(s)
      檜山爲次郎・今本恒雄・田中健編、渕辺耕平
    • Publisher
      丸善
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  • [Book] Science of Synthesis Knowledge Updates 2014/22014

    • Author(s)
      E. Aguilar, K. Fuchibe 他15名
    • Total Pages
      492
    • Publisher
      Thieme
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  • [Remarks] 市川淳士研究室 ウェブサイト

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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