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ケイ素-フッ素間の親和性を活用したポリフルオロ化合物の触媒的脱フッ素置換反応

研究課題

研究課題/領域番号 16K17899
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 合成化学
研究機関立命館大学 (2018)
大阪大学 (2016-2017)

研究代表者

菊嶌 孝太郎  立命館大学, 薬学部, 助教 (40609880)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードフッ素 / 水素化反応 / 置換反応 / ケイ素 / 遷移金属フリー / 有機化学 / 合成化学 / 機能性分子
研究成果の概要

ヒドロシランおよび触媒量のフッ化物塩を組み合わせることにより、ポリフルオロアレーンの脱フッ素水素化反応が進行することを見出した。種々のポリフルオロアレーンに対して有効であり、それぞれ対応する脱フッ素水素化生成物を与えた。量論反応および化学計算の結果、系中で発生するヒドロシリケートが鍵中間体であることが分かった。また本反応は協奏的な芳香族求核置換反応を経て進行することが明らかとなった。
有機ケイ素化合物としてエチニルシランやチエニルシランを用い、触媒量のフッ化物塩存在下でポリフルオロアルケンと反応させたところ、アルケン部位のフッ素原子が置換された生成物を与えた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

含フッ素有機化合物は医薬品や農薬、機能性材料の創出において注目されているが、その合成は必ずしも容易ではない。本研究では含フッ素有機化合物の新たな合成法の創出を目的とし、フッ化物塩と有機ケイ素化合物を用いたポリフルオロ化合物の触媒的脱フッ素水素化および置換基導入反応を開発した。遷移金属を用いない触媒的脱フッ素水素化反応は前例がない。従来の遷移金属によるC-F 結合活性化で問題となる金属-フッ素間の強い親和性を逆に活かし、パーフルオロ化合物との付加脱離反応に組み込んだ。新たな還元的水素化反応や炭素-炭素結合形成反応であり、医薬品や機能性材料を合成する際の手段の一つとなる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Transition-Metal-Free Catalytic Hydrodefluorination of Polyfluoroarenes by Concerted Nucleophilic Aromatic Substitution with a Hydrosilicate2017

    • 著者名/発表者名
      Kikushima Kotaro、Grellier Mary、Ohashi Masato、Ogoshi Sensuke
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 56 号: 51 ページ: 16191-16196

    • DOI

      10.1002/anie.201708003

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ヒドロシリケートの芳香族求核置換反応を経る触媒的脱フッ素水素化反応2017

    • 著者名/発表者名
      菊嶌 孝太郎、Mary Grellier、大橋 理人、生越 専介
    • 学会等名
      第10回有機触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒドロシリケート触媒を用いるポリフルオロアレーンの脱フッ素水素化反応2017

    • 著者名/発表者名
      菊嶌 孝太郎、Mary Grellier、大橋 理人、生越 専介
    • 学会等名
      第112回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フッ化物イオン存在下、ポリフルオロアレーンとアリルシランとの反応2017

    • 著者名/発表者名
      植田 雄剛、菊嶌 孝太郎、大橋 理人、生越 専介
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒドロシリケート触媒の協奏的芳香族求核置換反応を経るポリフルオロアレーンの脱フッ素水素化反応2017

    • 著者名/発表者名
      菊嶌 孝太郎、Mary Grellier、大橋 理人、生越 専介
    • 学会等名
      第40回フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ケイ素―フッ素間の親和性を活用した触媒的脱フッ素水素化反応2016

    • 著者名/発表者名
      菊嶌 孝太郎、大橋 理人、生越 専介
    • 学会等名
      第20回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 発表場所
      安芸グランドホテル(広島)
    • 年月日
      2016-10-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 触媒量のフッ化物塩とヒドロシランを用いるポリフルオロアレーンの脱フッ素水素化反応2016

    • 著者名/発表者名
      菊嶌 孝太郎、大橋 理人、生越 専介
    • 学会等名
      第39回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      アバンセ(佐賀)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 触媒量のフッ化物塩を用いたシリルチオフェン誘導体の分子変換反応2016

    • 著者名/発表者名
      菊嶌 孝太郎、山内 泰宏、前田 恭吾、大橋 理人、生越 専介
    • 学会等名
      第46回複素環化学討論会
    • 発表場所
      金沢歌劇座(石川)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 遷移金属触媒を用いないポリフルオロアレーンの脱フッ素水素化反応:ケイ素―フッ素間の親和 性を活用した触媒系構築2016

    • 著者名/発表者名
      菊嶌 孝太郎、大橋 理人、生越 専介
    • 学会等名
      第33回有機合成セミナー
    • 発表場所
      ヒルトンニセコビレッジ(北海道)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrodefluorination of Polyfluoroaenes without Transition-Metal2016

    • 著者名/発表者名
      菊嶌 孝太郎、大橋 理人、生越 専介
    • 学会等名
      Bremen Fluorine Days 2016
    • 発表場所
      Jacobs大学(ドイツ、ブレーメン)
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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