2020 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative Methodologies for Carbon-Fluorine Bond Activation
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18K05116
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
藤田 健志 筑波大学, 数理物質系, 助教 (60603066)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 有機合成化学 / フッ素 / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭素-フッ素結合は安定な結合であるため、これを切断しながら化学変換を行うのは困難とされてきた。これに対して、金属を用いるフッ素脱離や酸を用いるHF脱離に注目し、穏和な反応条件下でのC-F結合活性化法を開発した。
まず、ヒドロキシ基を有するβ,β-ジフルオロスチレンを基質とし、β-フッ素脱離を経る塩基性条件下での5-endo-trig環化に成功した。環化の経験則であるBaldwin則では5-endo-trig環化は起こり難いとされているが、ジアザビシクロウンデセンを塩基として用いるなど反応条件を最適化することで、これを達成した。この手法により、様々な置換基を有する2-フルオロベンゾフランを合成できた。
次に、上記の手法で得られた2-フルオロベンゾフランとアレーンのC-F/C-Hカップリングを見出した。塩化アルミニウム存在下で2-フルオロベンゾフランに対してアレーンを作用させることで、2-アリールベンゾフランを合成できた。ここではまず、2-フルオロベンゾフランと酸が反応することで、フッ素で安定化されたカルボカチオン中間体が生成する。これとアレーンとのC-C結合形成と続くHF脱離により、2-アリールベンゾフランを与える。この手法は、天然物を含む生理活性物質の短工程での合成にも適用することができた。
さらに、ジフルオロビニル亜鉛錯体とアジドの環化により、フルオロトリアゾールを合成する手法を開発した。銅触媒存在下でジフルオロビニル亜鉛錯体に対してアリール、ベンジル、アルケニル、アリル、またはアルキルアジドを作用させると、脱フッ素を伴う[3 + 2]環化が進行し、2-フルオロトリアゾールが得られた。ここでは、ジフルオロビニル亜鉛錯体が、通常では取り扱いが困難なフルオロアセチレンの等価体として働くことを示した。
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