2013 Fiscal Year Annual Research Report
不飽和有機フッ素化合物と芳香族ホウ素化合物との無塩基カップリング反応
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12J00507
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
西城 宏樹 大阪大学, 大学院工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 含フッ素化合物 / テトラフルオロエチレン / 鈴木宮浦カップリング / パラジウム / ニッケル |
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| Research Abstract |
本研究は、有機フッ素化合物と芳香族ホウ素化合物を原料とした、塩基を必要としない鈴木・宮浦カップリング反応の開発を目的としている。2012年度にはパラジウム触媒存在下、3級アルキルホスフィンを配位子に用いることで、テトラフルオロエチレンなどの含フッ素オレフィン類とホウ素化合物とのカップリング反応が無塩基条件下にて進行すること明らかにした。
鈴木・宮浦カップリング反応は炭素-炭素結合を形成する強力な手法として知られており、幅広い官能基許容能や反応操作の簡便さなどから天然物や医薬品、液晶材料など様々な化合物の合成に利用されている。しかし、反応性の低い有機ホウ素化合物を活性化させるため、フッ化セシウムなどの塩基が必須となる点が課題として残されていた。
一方、本研究で開発した手法は、炭素-フッ素結合を切断することで生じるフッ素原子をホウ素化合物との反応に利用することで無塩基条件での反応を可能とする。錯体化学的なアプローチから検討を進めた結果、炭素-フッ素結合のパラジウムへの酸化的付加により生じるフルオロパラジウム錯体がホウ素化合物に対して高い反応性を有しているために、塩基を加えずとも反応が進行することを明らかにした。
原料から切断される、従来は「廃棄物」であったフッ素原子に着目し、これを有効活用する試みは国内外通じて本研究が初めてである。本手法は従来法と比較して廃棄物や溶媒の大幅な削減が可能であり、バルクスケールへのスケールアップにおいても有利であるといえる。特殊な試薬の調製を必要としないため後の応用研究に与える波及効果も非常に大きいものであり、日本が世界に誇るクロスカップリングの分野のいっそうの発展に大きく貢献できるものであると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
テトラフルオロエチレンに加え、さまざまな含フッ素アルケン、含フッ素アレーンを用いた無塩基反応の開発に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
重要な反応中間体である金属フルオロ錯体の生成、反応性に着目した機構研究を行う。
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