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超原子価ヨウ素によるフッ素の極性変換を利用する新規フッ素化反応の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K05423
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
研究機関佐賀大学

研究代表者

北村 二雄  佐賀大学, 理工学部, 客員研究員 (00153122)

研究分担者 小山田 重蔵  佐賀大学, 理工学部, 助教 (60525393)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードフッ素化反応 / 超原子価ヨウ素 / 求電子的フッ素化 / 触媒的フッ素化 / 含フッ素有機化合物 / フッ化水素 / 有機化学
研究開始時の研究の概要

超原子価ヨウ素の利用により、HF反応剤による種々のフッ素化反応を開発し、有用な含フッ素化合物の合成法を提供し、社会に貢献することを目的としている。具体的には、簡便に調製できるArIO/HF反応剤によるフッ素化反応及びArIを触媒とする触媒的フッ素化反応を検討し、形式的なフッ素の極性変換による新しいフッ素化技術を開発する。本研究では、
(1) 医薬品への応用を目指した含フッ素化合物の合成法の開発
(2) 高効率触媒的フッ素化反応のための新規高活性触媒の創製とフッ素化への応用
を行い、医薬品として有用な含フッ素化合物の合成と高効率新規触媒の創製により、新規フッ素化反応を確立する。

研究成果の概要

従来困難であったHF反応剤によるフッ素化反応を開発し、より安全で簡便なフッ素化反応を開発した。
含フッ素アルケン合成として有用な、環状のベンズヨードキソール構造を付与させた安定なβ-フルオロアルケニルヨードニウム塩の合成法を開発した。o-ヨードシル安息香酸/HF反応剤を用いて芳香族アルケンのフッ素化を行うとともに、反応後ヨウ素反応剤を回収する有用なフッ素化反応技術を開発した。種々の含フッ素化合物合成のビルディングブロックとして有用なヨウ素を用いるアルケンのフッ素化反応を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の特徴は、フッ化物イオンを陽イオンに極性変換することに着目したところである。フッ化物イオンの極性変換は困難であるが、超原子価ヨウ素を用いて最も電気陰性度の高いフッ素の極性変換を行うもので、独創的で、極めて意義ある研究である。さらに、ヨードベンゼンを触媒とする触媒的フッ素化反応にも応用することができる。
超原子価ヨウ素を利用することにより、従来困難であったフッ化水素反応剤によるフッ素化反応を開発し、医薬・農薬の原料として有用な有機フッ素化合物をより安全に、かつ簡便な操作で合成し、安価なフッ素化合物を提供し、社会に貢献することができる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Preparation, Structure, and Reactivity of Pseudocyclic β‐Trifluorosulfonyloxy Vinylbenziodoxolone Derivatives2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Akira、Huss Christopher D.、Liebl Mackenzie、Rohde Gregory T.、Larson Scott M.、Frahm Gunnar B.、Luedtke Mattew W.、Schumacher Tanner J.、Gardner Zachary S.、Zhdankin Viktor V.、Postnikov Pavel S.、Yusubov Mekhman S.、Kitamura Tsugio、Saito Akio
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 363 号: 13 ページ: 3365-3371

    • DOI

      10.1002/adsc.202100341

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Iodine-Mediated Fluorination of Alkenes with an HF Reagent: Regioselective Synthesis of 2-Fluoroalkyl Iodides2021

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Tsugio、Komoto Ryuichi、Oyamada Juzo、Higashi Masahiro、Kishikawa Yosuke
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 86 号: 24 ページ: 18300-18303

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c02422

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超原子価ヨウ素を用いる有機合成反応の開発-有機ヨウ素化学に魅了されて-2021

    • 著者名/発表者名
      北村二雄
    • 雑誌名

      Organometallic News

      巻: 2021 ページ: 62-67

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Kitamura Electrophilic Fluorination Using HF as a Source of Fluorine2020

    • 著者名/発表者名
      Han Jianlin、Butler Greg、Moriwaki Hiroki、Konno Hiroyuki、Soloshonok Vadim A.、Kitamura Tsugio
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 25 号: 9 ページ: 2116-2116

    • DOI

      10.3390/molecules25092116

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrophilic fluorination using PhIO/HF・THF reagent2020

    • 著者名/発表者名
      Li Wang、Kitamura Tsugio、Zhou Yangliu、Butler Greg、Han Jianlin、Soloshonok Vadim A.
    • 雑誌名

      Journal of Fluorine Chemistry

      巻: 240 ページ: 109670-109670

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2020.109670

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Convenient access to stable β-fluorovinyl-substituted 1,2-benziodoxolones2020

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Tsugio、Sato Rinka、Morita Hikari、Kitamura Daichi、Oyamada Juzo、Higashi Masahiro、Kishikawa Yosuke
    • 雑誌名

      Arkivoc

      巻: 2020 号: 4 ページ: 25-34

    • DOI

      10.24820/ark.5550190.p011.291

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超原子価ヨウ素を利用するフッ化水素反応剤によるフッ素化反応の開発2020

    • 著者名/発表者名
      北村二雄
    • 雑誌名

      ファインケミカル

      巻: 49 ページ: 5-16

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 超原子価ヨウ素ベンザイン・ベンズジイン発生剤の開発2019

    • 著者名/発表者名
      北村二雄
    • 雑誌名

      SIS Letters

      巻: 2019 ページ: 2-10

    • NAID

      40022791783

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機ヨウ素化学に魅了されて35年2021

    • 著者名/発表者名
      北村二雄
    • 学会等名
      有機金属部会第1回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HYPERVALENT IODINE-PROMOTED FLUORINATION OF FUNCTIONALIZED AROMATIC OLEFINS2019

    • 著者名/発表者名
      Tsugio Kitamura, Kento Yoshida, Shota Mizuno, Azusa Miyake, Juzo Oyamada, Masahiro Higashi, Yosuke Kishikawa
    • 学会等名
      International Conference on Fluorine Chemistry 2019 Himeji
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Convenient Synthesis of beta-Fluorovinyliodanes from Alkynes and Iodoarenes2019

    • 著者名/発表者名
      Hikari Morita, Juzo Oyamada, Tsugio Kitamura, Masahiro Higashi, Yosuke Kishikawa
    • 学会等名
      The 24th Joint Seminar of the Kyushu Branch of the CSJ and the Busan Branch of KCS
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HYPERVALENT IODINE-MEDIATED FLUORINATION OF ALKYNES. SYNTHESIS OF 2-FLUOROVINYL IODONIUM SALT2019

    • 著者名/発表者名
      Tsugio Kitamura, Hikari Morita, Shota Mizuno and Juzo Oyamada
    • 学会等名
      The XIII International Conference on Heteroatom Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 嵩高い置換基をもつ超原子価ヨウ素化合物の合成と反応2019

    • 著者名/発表者名
      菅紗弥、小山田重蔵、北村二雄
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヨウ素をメディエーターとするHF反応剤によるアルケン類のフッ素化反応2019

    • 著者名/発表者名
      河本龍一、小山田重蔵、北村二雄
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヨードアレーン触媒を用いるフッ素化反応と触媒の回収2019

    • 著者名/発表者名
      中村勇太、辻有紗、小山田重蔵、北村二雄
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヨウ素をメディエーターとするHF反応剤によるアルケンのフッ素化反応2019

    • 著者名/発表者名
      河本龍一、小山田重蔵、北村二雄、東 昌弘、岸川洋介
    • 学会等名
      第22回ヨウ素学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Convenient Access to beta-Fluoroalkenyl-lamda3-iodanes2019

    • 著者名/発表者名
      Tsugio Kitamura
    • 学会等名
      The 9th International Meeting on Halogen Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Iodocyclization/photocyclization approach to diverse benzothienobenzothiophene (BTBT) derivatives2019

    • 著者名/発表者名
      Tsugio Kitamura
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Nano & Supramolecular Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 酸化剤存在下o-ヨード安息香酸を用いるアルキンのフッ素化反応2019

    • 著者名/発表者名
      北村二雄、森田 光、佐藤鈴佳、小山田重蔵
    • 学会等名
      第45回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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