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2015 Fiscal Year Research-status Report

フッ素置換錯体を基盤とする有機フッ素化合物の触媒的合成法

Research Project

Project/Area Number 15K05414
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) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords触媒 / フッ素 / カルベン / ニッケル / 医薬 / 農薬 / シリルエノールエーテル / シクロプロパン
Outline of Annual Research Achievements

有機フッ素化合物は、医農薬や電子エレクトロニクスにおける基盤材料として近年特にその重要性を増している。平成27年度は、ニッケル-ジフルオロカルベン錯体を鍵中間体とするフッ素置換環状シリルエノールエーテルの触媒的合成法を開発した。
これまでの予備的な検討から我々は、ピンサー型NHC配位子を有するニッケル(II)錯体に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)を作用させると、これまで報告例がなかったニッケル(II)ジフルオロカルベン錯体が発生するとの知見を得ている。このジフルオロカルベン錯体にシリルジエノールエーテルを作用させると、シクロプロパン化を起こす。こののち[3+2]型の環拡大が進行し、α,α-ジフルオロシクロペンタノンのシリルエノールエーテル(フッ素置換環状シリルエノールエーテル)を与える。
α,α-ジフルオロシクロペンタノンの誘導体には、生理活性を有するものが見られる。そこで、種々の置換基を有するシリルジエノールエーテルで、同様の反応を試みた。その結果いずれの場合でも、対応するフッ素置換環状シリルエノールエーテルを収率良く得た。これらフッ素置換環状シリルエノールエーテルの変換も行い、実際に様々なα,α-ジフルオロシクロペンタノン誘導体が得られることを確認した。
また、鍵中間体であるニッケル(II)ジフルオロカルベン錯体も同定した。具体的には過剰量の第一級アミン存在下、ニッケル(II)錯体にTFDAを作用させた。カルベン錯体の発生を示唆するイソシアニド錯体がアミノリシスにより生成していることを、高分解能質量分析により確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成27年度は、ニッケル-ジフルオロカルベン錯体を触媒種とするフッ素置換環状シリルエノールエーテル合成反応を確立した。遷移金属触媒によ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はこれまでに例がなく、有用化合物合成への応用を通じて、フッ素置換錯体の有用性を示した。このように、本研究課題は概ね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

遷移金属カルベン錯体の反応性は、その中心金属により大きく変化することが予想される。平成28年度以降は、ニッケル以外の中心金属をもつ(ジ)フルオロカルベン錯体について検討を進め、特に有用化合物合成を念頭に諸検討を行っていきたい。

  • Research Products

    (18 results)

All 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Book (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

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [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 Pages: 1126-1129

    • DOI

      10.1021/ol503759d

    • Peer Reviewed
  • [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

    • 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 Pages: 5736-5739

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b02726

    • Peer Reviewed
  • [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 – 2016-03-26
    • 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 – 2016-03-27
  • [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 – 2016-03-27
  • [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 – 2016-03-27
  • [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
      2015-12-16 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [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 – 2015-12-20
    • 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 – 2015-09-18
  • [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 – 2015-09-08
  • [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 – 2015-09-09
    • 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 – 2015-07-09
  • [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 – 2015-06-10
  • [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 – 2015-05-11
    • 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 – 2015-05-11
  • [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 (pp. 102-205)
    • Publisher
      三共出版

URL: 

Published: 2017-01-06  

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