2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of Asymmetric Photofluorination
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18K06585
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
江上 寛通 静岡県立大学, 薬学部, 講師 (50553848)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | フッ素 / 光 / フォトエノール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フッ素は生命科学研究において非常に関心の高い原子であり、生体内がキラルな環境であることから、フッ素化合物合成における不斉制御は重要な研究課題である。そのため現在では様々なフッ素化反応が研究されているが、中でも最も効率的と考えられるC-Hフッ素化反応において、その不斉化は未開拓領域であり、その解決策が望まれている。
我々はアニオン型キラル相間移動触媒を開発し、ジカチオン性の求電子的フッ素化剤であるSelectfluorを用いたアリルアミド類の6-endo型不斉フルオロ環化反応を、高エナンチオ選択的に進行させることに成功している。また一方で、これまでフタルイミド基を光増感剤としたアルキルアミン類のC-Hフッ素化反応や、オルトアルキルベンゾフェノン類を用いた光トリフルオロメチル化反応を開発してきた。そこで本研究ではこれらの化学を融合させることで、光を駆動力とする不斉C-Hフッ素化反応を開発することを目的とした。
2018年度は、オルトアルキルベンゾフェノン類を基質に用いて、光照射によるエノール化を経由したC-Hフッ素化の素反応開発から検討を開始した。トリフルオロメチル化の際に365 nmの光照射条件で行なっていたことから、365 nmを用いてフッ素化も行なったところ、フッ素が２つ導入された化合物が主生成物として得られることがわかった。これらは、1)基質とSelectfluorのエキシプレックス形成によるラジカルの関与と、2)モノフッ素化生成物からの過剰反応が原因と考えられたた。そこで、425 nmの光を用いたところ、期待通りにモノフッ素化生成物が主生成物となることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2018年度は当初の予定通りオルトベンゾフェノン誘導体の光フッ素化の素反応検討を行い、その知見を蓄積することはできた。しかしながら、その溶媒依存性の高さなどの問題点も明らかとなっており、未だその不斉反応への展開には成功していない。そのため「やや遅れている」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度の検討結果から、C-Hフッ素化では反応系に応じて溶媒依存性が高く極性溶媒しか使用できない場合があり、相間移動触媒を用いた不斉反応への応用が困難な系も存在することが明らかとなった。そこで2019年度では、まずはケトン触媒を中心とする水素原子引き抜き触媒と基質構造を丹念に検討することで、低極性溶媒でも使用可能なC-Hフッ素化反応を探索する。
一方で、相間移動触媒とSelectfluorの1:1錯体を別途合成し、本触媒系がラジカル中間体に対して立体選択的にフッ素導入が可能であるか、基礎検討も行う。これにより、反応と触媒両面から課題の炙り出しを行うことで、目的とする不斉C-Hフッ素化反応の実現に近づける。
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| Causes of Carryover |
2018年度は素反応開発から不斉反応への展開部分で難航した。2018年度予算の大部分は不斉反応に用いる触媒の合成試薬などに配分していたため、予定よりも執行額が少なくなってしまった。
2019年度にはより広範な素反応の検討に加え、キラル触媒を用いた検討も実施する予定であるため、繰越し額は研究計画にそって予定通り執行する予定である。
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