2019 Fiscal Year Annual Research Report
Cost-Effective Polyfluoroalkylation Employing Bulk Chemical
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18H02014
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
菊嶌 孝太郎 立命館大学, 薬学部, 助教 (40609880)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超原子価ヨウ素 / 銀触媒 / アセトキシ化 / スルホニル化 / 脱炭酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究において、安価で入手容易なトリフルオロ酢酸カリウムとジアリールヨードニウム塩とを銀触媒存在下で反応させることにより、アリール基のトリフルオロアセトキシ化が進行することを見出していた。しかしながら、生成物が不安定であるため反応中および単離精製段階における加水分解反応により、フェノールへと変換されていた。今回、トリフルオロ酢酸カリウムの代わりにジフルオロ酢酸カリウムやジフルオロアリール酢酸カリウムとの反応を行ったところ、加水分解反応が抑制されて、対応するαーフルオロ酢酸アリールエステルが単離できることを見出した。
また、上記の反応においてトリフルオロ酢酸カリウムの代わりにトリフルオロメタンスルフィン酸ナトリウムを用いて反応を行ったところ、トリフルオロメタンスルホニル化反応が進行した。現在、モノフルオロまたはジフルオロメタンスルフィン酸塩の簡便合成とアリール基への導入反応を検討中である。
先述のように、αーフルオロ酢酸カリウムを用いた反応では、当初予定していた脱炭酸反応は進行しなかった。脱炭酸によって生成しうるフルオロアルキル基が不安定であるためだと考えられる。そこで脱炭酸が進行しやすいペンタフルオロ安息香酸を利用することとした。ジアリールヨードニウムペンタフルオロ安息香酸塩を合成して加熱したところ、脱炭酸的カップリング反応が進行してペンタフルオロフェニルアレーンが生成した。
以上、種々のフルオロアルキル基の導入法と脱炭酸的カップリング反応について知見を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ジアリールヨードニウム塩と銀触媒を活用することによって、安価なトリフルオロ酢酸カリウム塩を用いた含フッ素アセトキシ化が進行することを見出しているが、当初の予定であった脱炭酸を経るトリフルオロメチル化には成功していない。脱炭酸によって発生すると考えられるトリフルオロメチルアニオンが不安定であるためだと考えられる。トリフルオロ酢酸塩を用いた直接的なトリフルオロメチルアニオンの発生は困難であると考え、一段階で合成可能なトリフルオロメチルアシロキシイミドやヨードニウムトリフルオロアセテートを合成し、それらを用いた検討を行ったが、有意な結果は得られていない。引き続き、光など外部エネルギーを活用し、新たな活性化法を用いた検討を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
αーフルオロ酢酸塩を用いる脱炭酸的フルオロアルキル化反応については、容易に合成可能なαーフルオロ酢酸誘導体や光エネルギーなどを活用して引き続き行っていく。これまでに得られているジアリールヨードニウム塩と銀触媒を用いるフェノール誘導体の合成については、新たなヒドロキシ基導入法として位置づけ、その優位性を探っていく。またモノフルオロおよびジフルオロアセトキシ化反応については、条件の精査および基質展開を行い、含フッ素アルキル基導入反応として確立していく。
トリフルオロメタンスルホン化反応については、反応条件の精査を行い、フルオロアルキルスルホン化反応へと展開する。現在、ジフルオロ酢酸誘導体を出発物質とするフルオロアルキルスルフィン酸塩の簡便合成について検討している。ジアリールヨードニウム塩と銀触媒を用いるカップリング反応と組み合わせ、アリール基への導入反応を検討する。
上記の計画に加え、超原子価ヨウ素反応剤を用いないフルオロアルキル基導入反応も開発する。ジフルオロ酢酸誘導体から合成可能なジフルオロシリルアセトアミドを出発物質とするジフルオロメチレン基の導入やフルオロアルキルスルフィン酸塩を用いるラジカル的フルオロアルキル化反応を検討する予定である。
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