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遷移金属触媒によるsp3炭素ーフッ素結合の選択的活性化と官能基化

研究課題

研究課題/領域番号 14J02480
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 有機化学
研究機関筑波大学

研究代表者

市塚 知宏  筑波大学, 数理物質系, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード有機合成化学 / 有機フッ素化合物 / 遷移金属触媒
研究実績の概要

有機フッ素化合物は近年、医農薬や材料科学などの応用分野で大きな注目を集めているが、その合成法は十分には整備されていなかった。そこで申請者は、複数個のフッ素置換基を有する出発物質に対し、その炭素-フッ素結合の切断と官能基化を一挙に行うこと(炭素-フッ素結合の活性化)により、有用な有機フッ素化合物を合成する手法の開発を行った。ここで問題となるのは、炭素-フッ素結合が極めて高い結合エネルギーを持つ非常に安定な化学結合であり、その活性化が困難である点であった。この問題に対して申請者は、炭素-フッ素結合の活性化手法として、穏和な条件下でも効率的に進行するフッ素脱離に注目し、それを活用した有機フッ素化合物の合成反応を開発した。
(1)ニッケル触媒によるフルオロアルケン類とアルキンの脱フッ素カップリング:フルオロアルケン類とニッケル錯体の化学的相性が良いことを利用し、ニッケル錯体上でアルキンとフルオロアルケン類を効率的に反応させる手法を開発した。本手法は、様々なフルオロアルケン類に適用することが可能であり、医農薬の分野で注目を集めるフルオロアレーンやモノフルオロアルケン、ジフルオロアルケンの迅速合成を可能にした。
(2)ニッケル触媒によるジフルオロプロペン類とハロアレーンの脱フッ素カップリング:申請者は、ニッケル触媒を用いた3,3-ジフルオロプロペン誘導体に対する脱フッ素アリール化によるモノフルオロアルケン合成法を見出した。本反応は、極めて穏和な条件下で進行し、従来法では得難い高い官能基許容性を示した。
(3)0価マンガンによるジフルオロジエノールシリルエーテル合成:β-トリフルオロメチルエノン類を0価マンガンとクロロシランで処理することで、ジフルオロジエノールシリルエーテルを高収率で合成できることを見出した。この化合物は、様々な求電子剤との反応が可能であるため、極めて有用な合成中間体である。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Platform for Ring-Fluorinated Benzoheterole Derivatives: Palladium-Catalyzed Regioselective 1,1-Difluoroallylation and Heck Cyclization2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fujita, Kazuki Sugiyama, Shohei Sanada, Tomohiro Ichitsuka, Junji Ichikawa
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 18 号: 2 ページ: 248-251

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b03390

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ni-Catalyzed Synthesis of Fluoroarenes via [2+2+2] Cycloaddition Involving α-Fluorine Elimination2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fujita, Yota Watabe, Tomohiro Ichitsuka, Junji Ichikawa
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 21 号: 38 ページ: 13225-13228

    • DOI

      10.1002/chem.201502744

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Allylic C(sp3)-F Bond Activation of Trifluoromethyl Groups via β-Fluorine Elimination: Synthesis of Difluoro-1,4-dienes2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ichitsuka, Takeshi Fujita, Junji Ichikawa
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 5 号: 10 ページ: 5947-5950

    • DOI

      10.1021/acscatal.5b01463

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Catalytic defluorinative [3 + 2] cycloaddition of trifluoromethylalkenes with alkynes via reduction of nickel(II) fluoride species2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fujita, Tomohiro Arita, Tomohiro Ichitsuka, Junji Ichikawa
    • 雑誌名

      Dalton Transaction

      巻: 44 号: 45 ページ: 19460-19463

    • DOI

      10.1039/c5dt02160j

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Versatile Difluorovinylation Method: Cross-Coupling Reactions of the 2,2-Difluorovinylzinc-TMEDA Complex with Alkenyl, Alkynyl, Allyl and Benzyl Halides2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ichitsuka, Tsuyoshi Takanohashi, Takeshi Fujita, Junji Ichikawa
    • 雑誌名

      Journal of Fluorine Chemistry

      巻: 170 ページ: 29-37

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double C-F Bond Activation through β-Fluorine Elimination: Nickel-Mediated [3+2] Cycloaddition of 2-Trifluoromethyl-1-alkenes with Alkynes2014

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ichitsuka, Takeshi Fujita, Tomohiro Arita, Junji Ichikawa
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 53 号: 29 ページ: 7564-7568

    • DOI

      10.1002/anie.201402695

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] フローマイクロリアクターによるトリフルオロメチルビニルリチウムのボリル化とその合成化学的利用2016

    • 著者名/発表者名
      金野 成樹、渡部 陽太、市塚 知宏、藤田 健志、永木 愛一郎、吉田 潤一、市川 淳士
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス、京都府京田辺市
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ニッケル触媒によるアリル位炭素-フッ素結合活性化:ジフルオロプロペン誘導体とヨードア レーンの還元的カップリング2016

    • 著者名/発表者名
      小林優太郎、市塚 知宏、藤田 健志、市川 淳士
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス、京都府京田辺市
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Vinylic and allylic C-F bond activation via nickel-catalyzed fluorine elimination2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fujita, Tomohiro Ichitsuka, Yota Watabe, Tomohiro Arita, and Junji Ichikawa
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flash generation and borylation of trifluoromethylvinyl lithium and its application to cross-coupling2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fujita, Naruki Konno, Yota Watabe, Tomohiro Ichitsuka, Aiichiro Nagaki, Jun-ichi Yoshida and Junji Ichikawa
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジフルオロエチレンを用いた[2+2+2]付加環化に よる触媒的フルオロアレーン合成2015

    • 著者名/発表者名
      渡部陽太, 市塚知宏, 藤田健志, 市川淳士
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀、東京都江戸川区
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Nickel-Catalyzed Fluoroarene Synthesis via α-Fluorine Elimination and Its Mechanism2015

    • 著者名/発表者名
      渡部陽太, 市塚知宏, 藤田健志, 市川淳士
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学、千葉県船橋市
    • 年月日
      2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ジフルオロエチレンとアルキンの触媒的[2+2+2]付加環化反応:フルオロアレーン合成とその反応機構研究2014

    • 著者名/発表者名
      渡部陽太, 市塚知宏, 藤田健志, 市川淳士
    • 学会等名
      第37回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      大阪府立男女共同参画・青少年センター、大阪府大阪市
    • 年月日
      2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Nickel-Catalyzed Selective C-F Bond Activation and Functionalization2014

    • 著者名/発表者名
      市塚知宏
    • 学会等名
      第5回大津会議
    • 発表場所
      大津プリンスホテル、滋賀県大津市
    • 年月日
      2014-10-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] C-F Bond Activation via β-Fluorine Elimination from Nickelacycle2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fujita, Tomohiro Ichitsuka, Yota Watabe, Tomohiro Arita, and Junji Ichikawa
    • 学会等名
      XXVI International Conference on Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      ロイトン札幌、北海道札幌市
    • 年月日
      2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ニッケル触媒によるビニル位およびアリル位C-F結合活性化とその合成化学的応用2014

    • 著者名/発表者名
      藤田健志, 市塚知宏, 渡部陽太, 在田知央, 市川淳士
    • 学会等名
      第105回有機合成シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学、東京都目黒区
    • 年月日
      2014-06-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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