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ヘテロ芳香環開環型フッ素化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K18966
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分33:有機化学およびその関連分野
研究機関早稲田大学

研究代表者

山口 潤一郎  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00529026)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードフッ素化 / アジン / 求電子剤 / ピラゾロピリジン / イソオキサゾール / 開環反応 / ジフルオロ化反応 / フッ素化合物 / フッ素化反応 / ヘテロ環化合物 / アザアレーン / 芳香環 / 脱フッ素化反応 / フッ素 / ヘテロ環
研究開始時の研究の概要

フッ素化反応は、分子にフッ素を導入する手法であり、近年創薬における分子の機能性向上に対する最重要反応といっても過言ではない。フッ素は主に水素原子に取って代わり(水素の生物学的等価体)、分子の脂溶性・代謝安定性の向上に大いに貢献する。したがって、近年多くの(不斉)フッ素化反応が開発されている。申請者らは、芳香環を「破壊し」、多様な三次元骨格を構築する、脱芳香族的官能基化反応の研究を行っている。その観点から、結合乖離エネルギーの小さい、ヘテローヘテロ原子結合ならば、その結合を求電子剤で活性化すれば切断できると考えた。

研究成果の概要

フッ素化反応は、分子にフッ素を導入する手法であり、近年創薬における分子の機能性向上に対する最重要反応である。したがって、近年多くの(不斉)フッ素化反応が開発されていた。しかしながら、原料の骨格にフッ素を導入するものがほとんどであり、骨格を変換しながらフッ素を導入する手法の報告は少なかった。本研究では、ヘテロ芳香環のヘテローヘテロ結合を切断し、環を開きながらフッ素を導入する開環型フッ素化反応を見出した。本反応で得られる生成物は芳香族化合物のフッ素置換体ではなく、第三級フッ素化合物であり、骨格変換を伴う新形式のフッ素化反応といえる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本反応は芳香族化合物のフッ素化反応ではあるが、得られる生成物は芳香族化合物のフッ素置換体ではなく、第三級フッ素化合物であり、骨格変換を伴う新形式のフッ素化反応といえる。開環型フッ素化反応は最近報告されているが、(ヘテロ)芳香環ではこの反応が初の例となった。また生成物はヘテロ環、シアノ基を含んでおりメディシナルケミストリーにおいても魅力的な合成中間体であると考えている。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Ring-opening difluorination of pyrazoloazines2024

    • 著者名/発表者名
      Ohki Hugo、Komatsuda Masaaki、Kondo Hiroki、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 159 ページ: 134020-134020

    • DOI

      10.1016/j.tet.2024.134020

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Ring‐opening Fluorination of Carbo/Heterocycles and Aromatics: Construction of Complex and Diverse Fluorine‐containing Molecules2023

    • 著者名/発表者名
      Komatsuda Masaaki、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      The Chemical Record

      巻: - 号: 9

    • DOI

      10.1002/tcr.202200281

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chlorine Atom Transfer of Unactivated Alkyl Chlorides Enabled by Zirconocene and Photoredox Catalysis2023

    • 著者名/発表者名
      Okita, T.; Aida, K.; Tanaka, K.; Ota, E.; Yamaguchi, J.
    • 雑誌名

      Precision Chemistry

      巻: 1 号: 2 ページ: 112-118

    • DOI

      10.1021/prechem.2c00002

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ring-opening fluorination of bicyclic azaarenes2022

    • 著者名/発表者名
      Komatsuda Masaaki、Suto Ayane、Kondo Hiroki、Takada Hiroyuki、Kato Kenta、Saito Bunnai、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 13 号: 3 ページ: 665-670

    • DOI

      10.1039/d1sc06273e

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ring-Opening Fluorination of Isoxazoles2022

    • 著者名/発表者名
      Komatsuda Masaaki、Ohki Hugo、Kondo Hiroki、Suto Ayane、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 24 号: 17 ページ: 3270-3274

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c01149

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フッ素化反応2010-20202021

    • 著者名/発表者名
      Suto Ayane、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 79 号: 10 ページ: 910-967

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.79.910

    • NAID

      130008102165

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2021-10-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ring-opening Functionalization of Heteroaromatics2023

    • 著者名/発表者名
      Hugo Ohki, Masaaki Komatsuda, Hiroki Kondo, and Junichiro Yamaguchi
    • 学会等名
      IKCOC-15
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヘテロ芳香族化合物の開環型官能基化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      大木風豪・小松田雅晃・近藤裕貴・山口潤一郎
    • 学会等名
      第52回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ピラゾロアジン類の開環型ジフルオロ化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      大木風豪・小松田雅晃・近藤裕貴・山口潤一郎
    • 学会等名
      第84回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 開環型フッ素化反応と脱フッ素化反応2023

    • 著者名/発表者名
      山口潤一郎
    • 学会等名
      京都大学講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Breaking C-F Bonds: Novel Strategies Using Polar and Radical Reactions2023

    • 著者名/発表者名
      Junichiro Yamaguchi
    • 学会等名
      ICOS-23
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 開環型フッ素化反応と脱フッ素化反応2023

    • 著者名/発表者名
      山口潤一郎
    • 学会等名
      大阪大学講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Breaking C-F Bonds: Novel Strategies Using Polar and Radical Reactions2023

    • 著者名/発表者名
      Junichiro Yamaguchi
    • 学会等名
      7th Gratama Workshop 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 開環型フッ素化反応と脱フッ素化反応2023

    • 著者名/発表者名
      山口潤一郎
    • 学会等名
      日本フッ素化学会第10回産学連携部会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ピラゾロアジン類の開環型ジフルオロ化反応2023

    • 著者名/発表者名
      大木風豪・小松田雅晃・近藤裕貴・山口潤一郎
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会(K703-4am-05)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] phospha-Brook 転位によるアリールトリフルオロメチルケトンの脱フッ素官能基化反応2023

    • 著者名/発表者名
      黒澤美樹・山口潤一郎
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会(K703-3pm-04)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ピラゾロアジン類の開環型ジフルオロ化反応2022

    • 著者名/発表者名
      大木風豪・小松田雅晃・近藤裕貴・山口潤一郎
    • 学会等名
      第11回フッ素化学若手の会(P-07)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ジルコノセン-可視光レドックス協働触媒系を利用したアルキルフルオリドのC–F結合開裂反応2022

    • 著者名/発表者名
      瀧本春樹・会田和広・大北俊将・田中啓介・太田英介・山口潤一郎
    • 学会等名
      第121回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロ芳香族化合物の開環型フッ素化反応2021

    • 著者名/発表者名
      小松田雅晃・近藤裕貴・須藤絢音・山口潤一郎
    • 学会等名
      第10回フッ素化学若手の会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Ring-breaking Fluorination of Heteroaromatics2021

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Komatsuda, Hiroki Kondo, Ayane Suto, Junichiro Yamaguchi
    • 学会等名
      13th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロ芳香環の開環型フッ素化反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      小松田雅晃・須藤絢音・近藤裕貴・山口潤一郎
    • 学会等名
      日本化学会 第101回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ピラゾロアジン類の開環型フッ素化反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      須藤絢音・小松田雅晃・近藤裕貴・山口潤一郎
    • 学会等名
      日本化学会 第101回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 芳香環にフッ素を導入しながら変形する 有機フッ素化合物の新規合成法の開発に成功

    • URL

      https://www.waseda.jp/top/news/77683

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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