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有機硫黄化合物の特性を活かしたアルカン類の高度立体制御と迅速自在合成

研究課題

研究課題/領域番号 19J01814
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
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

前川 侑輝  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードスルホン / ジフルオロオレフィン / トリフロン / アルキルボロン酸エステル / クロスカップリング / C-SO2結合活性化 / 遷移金属触媒 / フッ素化合物
研究開始時の研究の概要

本研究では極めて多くの有機化合物にみられる2級および3級のsp3炭素同士が連結した分子群の迅速自在構築を可能とする革新的合成法の確立を目的とする。具体的にはスルホニル基の有する電子求引基および脱離基としての潜在的な特性に着目し、sp3炭素求電子剤となるスルホンの迅速なオンデマンド合成とC-SO2結合活性化を経由する新規アルキルクロスカップリング反応の開発を行う。

研究実績の概要

本研究では、多くの有機化合物にみられる第2級および3級のsp3炭素同士が連結した分子群の迅速自在構築を可能とする合成法の確立を目的とし、強力な電子求引基を有するアルキルトリフロンを求電子剤として用いるクロスカップリング反応の開発に取り組んだ。
前年度、第2級のアルキルトリフロンとアルキルグリニャール反応剤とのカップリング反応により、それらのアルキル炭素が連結した生成物が得られるかを検討した。その中で、想定していた生成物とは異なる、末端アルケンが2つのフッ素で置換されたジフルオロオレフィンが得られることを発見した。このアルケンは様々なフッ素含有化合物の前駆体となるほか、カルボニル化合物の化学等価体としても注目される有用なフッ素含有化合物である。さらに機構解析の結果、グリニャール反応剤がトリフロンのa水素を引き抜く塩基としてだけでなく、炭素―フッ素結合を活性化するルイス酸としても作用していることを明らかにした。この興味深い反応により、調整容易な第2級のアルキルトリフロンから、様々なジフルオロアルケンを迅速に供給することに成功した。
また金属触媒存在下アルキルトリフロンをキラルアルキルボロン酸エステルへと変換する手法の開発に着手した。アルキルボロン酸エステルは、Matteson反応など既知法により基質のキラリティーを維持したまま第2級、3級のsp3炭素を連結させることができる化合物群である。キラルな配位子を有するパラジウム存在下、第2級のアルキルトリフロンのホウ素化を検討した結果、対応するキラルアルキルボロン酸エステルが良好な収率、高いエナンチオ選択性で得られることを明らかにした。申請者が見出したキラルな配位子設計および反応条件は、第2級および3級のsp3炭素同士が連結した分子群の迅速自在構築を達成するための重要な基盤になると期待できる。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] クイーンズ大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] クイーンズ大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Alkyltriflones in the Ramberg-Backlund Reaction: An Efficient and Modular Synthesis of gem-Difluoroalkenes2020

    • 著者名/発表者名
      Maekawa Yuuki、Nambo Masakazu、Yokogawa Daisuke、Crudden Cathleen M.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 37 ページ: 15667-15672

    • DOI

      10.1021/jacs.0c07924

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pyridine-catalyzed desulfonative borylation of benzyl sulfones2019

    • 著者名/発表者名
      Maekawa Yuuki、Ariki Zachary T.、Nambo Masakazu、Crudden Cathleen M.
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 17 号: 31 ページ: 7300-7303

    • DOI

      10.1039/c9ob01099h

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modular synthesis of α-fluorinated arylmethanes via desulfonylative cross-coupling2019

    • 著者名/発表者名
      Nambo Masakazu、Yim Jacky C.-H.、Freitas Luiza B. O.、Tahara Yasuyo、Ariki Zachary T.、Maekawa Yuuki、Yokogawa Daisuke、Crudden Cathleen M.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 4528-4528

    • DOI

      10.1038/s41467-019-11758-w

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] アルキルトリフロン類のランバーグ-バックランド反応によるgem-ジフルオロアルケン類の合成2021

    • 著者名/発表者名
      前川 侑輝、 南保 正和、横川 大輔、Cathleen Crudden
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] gem-Difluoroolefination of Alkyl Triflones2019

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Maekawa
    • 学会等名
      52nd Inorganic Discussion Weekend,
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 有用有機フッ素化合物の迅速合成法の確立 ~創薬、機能性分子開発の足掛かり~

    • URL

      https://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/research/2020/09/post-23.php

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] gem-ジフルオロアルケンの新奇合成法

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2020/10/difluoroalkene.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] ~有機硫黄化合物を用いるgem-ジフルオロアルケン類の新規合成法~

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2020/11/grignard.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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