| 研究課題/領域番号 |
22K14685
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分33020:有機合成化学関連
|
|---|
| 研究機関 | 学習院大学 |
|---|
研究代表者 |
内倉 達裕 学習院大学, 理学部, 助教 (50867869)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
|
|---|
| キーワード | 有機フッ素化合物 / EDA錯体 / 炭素-フッ素結合活性化 / 光電子移動 / ラジカル付加反応 / トリフルオロメチル基 / ジフルオロメチル基 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
有機フッ素化合物は様々な生理活性物質に利用されており、特にジフルオロメチル基は、ヒドロキシ基やスルファニル基の生物学的等価体として振る舞うことから、医薬品・農薬の新たなモチーフとして注目されている。これらを合成する手法として、トリフルオロメチル基の炭素-フッ素結合の変換反応が挙げられるが、炭素-フッ素結合を切断するためには非常に高いエネルギーを必要とする。本研究では、フッ化物イオンと親和性の高いカチオン種の添加と、光エネルギーを利用することにより、穏和な条件下における炭素-フッ素結合の還元反応を目指す。
|
| 研究実績の概要 |
本研究では、リチウムイオンとフッ素の親和性を利用し、可視光を照射することによって電子移動と脱フッ素化を協奏的に起こすことによる炭素-フッ素結合の官能基化反応を目的としている。なお、電子移動はElectron-Donor-Acceptor(EDA)錯体を経由した光一電子移動を利用する。リチウム塩および塩基の存在下、トリフルオロメチルアレーンと電子豊富アルケンに対し可視光を照射することによって、ジフルオロメチレン化合物が得られることを見出した。すなわち、リチウムイオンとフッ素の相互作用により還元されやすくなったトリフルオロメチル基を有する化合物が、電子供与体とEDA錯体を形成し、そこに可視光を照射することによって、一電子移動、脱フッ素化が協奏的に進行し、ジフルオロメチルラジカルを生じる。このラジカル種をアルケンなどのラジカル受容体で捕捉することによって、ジフルオロメチレン化合物を生成する。反応機構解析によって、本反応はジフルオロメチルラジカルを経由して進行することが確認された。
また、理論化学的手法を用いることによって、一電子移動と脱フッ素化過程は協奏的に進行していることが示唆された。
さらに、アルケンの代わりに水素供与体を用いて同様の条件下反応を行うことによって、ジフルオロメチル基を有する生成物が得られることを見出した。ジフルオロメチル基は、ヒドロキシ基やスルファニル基の生物学的等価体として知られており、医薬品への利用が期待されている。
このように、光一電子移動と脱フッ素化を協奏的に起こすことによるトリフルオロメチル基の炭素-フッ素結合の還元反応を見出すことに成功した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
上記に示したように、EDA錯体を経由した光一電子移動と脱フッ素化を協奏的に起こすことによるトリフルオロメチル基の炭素-フッ素結合の選択的還元反応を見出し、ジフルオロメチレン化合物を合成することに成功した。また、反応機構解析を行うことで、本反応がジフルオロメチルラジカルを経由したラジカル付加反応であることを示した。本実験結果は、日本化学会第103春季年会で報告し、現在論文作成中である。このように、当初の予定通りに研究が進展している。
また、上記と同様にリチウム塩の条件下、モノフッ化アリールの炭素-フッ素結合の還元が進行することも確認しており、次年度以降検討を進める予定である。
|
| 今後の研究の推進方策 |
EDA錯体を経由した光一電子移動と脱フッ素化を協奏的に起こすことによるトリフルオロメチル基の炭素-フッ素結合の選択的還元反応には既に成功している。今後は、より温和な条件の探索および収率の向上を目指して検討を行う。さらに、基質一般性の拡大および化合物データの収集を行った後に学術論文に投稿する予定である。
また、水素供与体を用いたジフルオロメチル化合物の合成についても、同様に反応収率の向上および基質一般性の拡大を進めていく予定である。
さらに、本反応形式をモノフッ化アリールや、トリフルオロメチルアルケン等の基質へ適用するための検討を進めていく。
|
