Studies on Catalytic Activation of a Carbon-Fluorine Bond Using a Zirconocene Difluoride Complex

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05463
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: Sakai Norio 東京理科大学, 理工学部先端化学科, 教授 (00328569)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ジルコニウム / ヒドロシラン / 還元 / クロスカップリング

Outline of Final Research Achievements

It was demonstrated that treating terminal alkyne derivatives and β-bromostyrenes with the reducing system composed of zirconocene difluoride complex, palladium dichloride, and triethoxysilane effectively and stereoselectively undertook the cross-coupling reaction to produce 1,3-diene derivatives, which function as an organic polymer substance. Also, it was found that when running with trifluoroborane (BF3) instead of β-bromostyrene, cleavage of a boron-fluorine bond on BF3 and subsequent formation of a boron-carbon bond proceeded catalytically to afford alkenyl borane compounds.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

不活性結合である炭素―フッ素結合の化学的切断は容易ではなく、これを自在に切断することができれば、フロン類のような不活性化合物を化学の力で分解し、環境問題を有機合成化学の力によって一挙に解決することが可能となる。今回、新たに高機能性第４族ジルコノセンフッ素化錯体を活用することで炭素―フッ素結合の切断を検討したが、その実現は困難であった。一方で、このジルコノセンフッ素化錯体は、ホウ素―フッ素結合の切断とホウ素―炭素結合の形成を高効率に実行できることを新たな知見として見出した。今後はこれらの成果を環境問題の解決の糸口につなげていきたい。