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2022 年度 実施状況報告書

トリフルオロメチル基の選択的活性化と有機フッ素化合物合成への利用

研究課題

研究課題/領域番号 20K05486
研究機関筑波大学

研究代表者

渕辺 耕平  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10348493)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード結合活性化 / フッ素 / シクロプロパン / 生理活性 / ジペプチド / 医薬 / バイオイソスター
研究実績の概要

本研究では、炭素の混成状態が変わることで過剰反応が抑制される現象を「生成物の形を変える反応設計」としてその基盤に据え、これを発展させて独自の有機フッ素化合物合成の体系を構築する。 本研究におけるアプローチは、(I)これまでの成果の拡張 と、(II)二次中間体調製への展開 の2つの段階に分けて設定している。
令和4年度は、医薬としてのポテンシャルを有する新規ジペプチドバイオイソスター合成法を開発した。具体的には、アリール基が置換した2-アセトキシ-1,1-ジフルオロシクロプロパンに対してアセトニトリル存在下トリフルオロメタンスルホン酸を作用させ、位置選択的な開環を経て (2,2-ジフルオロホモアリル)アミドを高収率で得た(アミノ基の導入)。ここでは、フッ素置換基の特徴の一つである対角位結合の伸長効果を活用している。こののちSN2'型のシアノ化と加水分解 (カルボキシ基の導入)で、目的の1,1-ジフルオロアルケン (ジペプチドバイオイソスター) を合成することに成功した。本反応は(トリフルオロメチル)アルケンや(トリフルオロメチル)シクロプロパンを起点とした一連の合成手法を1,1-ジフルオロシクロプロパンに拡張したものであるとともに、三成分カップリングによる、従来法よりも自由度が高いジペプチドバイオイソスター合成法を提供している。
なお、令和4年度は本反応について1件の学会発表を行なっており、英文誌への論文投稿も準備している。

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

令和4年度は、前年度に見出した新たな反応基質である1,1-ジフルオロシクロプロパンの新反応形式を見出すことができた。このことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

(トリフルオロメチル)シクロプロパンから調製できるカルボカチオンは合成中間体として有望なフルオロジエンを与える可能性が高く、ここでも「生成物の形を変える反応設計」が有効に作用することが十分に期待できる。そこで最終年度にあたる令和5年度は(トリフルオロメチル)シクロプロパンを出発物質とするフルオロジエン合成について検討を行い、本研究課題の成果を社会に広く還元することを目指す。

次年度使用額が生じた理由

本研究課題はその期間が完全にコロナ禍に重なっており、特に初年度は大学における分散登校のため、パフォーマンスが半分程度に低下した。このため研究遂行に想定以上に時間を要し、研究期間の延長を選択することになった。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Generation of Difluorocarbenes and Introduction of Fluorinated One Carbon Units into Carbonyl and Related Compounds2023

    • 著者名/発表者名
      Fuchibe, Kohei; Ichikawa, Junji
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 ページ: 2532~2540

    • DOI

      10.1039/D2CC03950H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difluorocarbene-Based [4 + 1] Cycloaddition Strategy for Synthesizing Derivatives of 5-Fluorinated Thiazoles and Oxazoles2022

    • 著者名/発表者名
      Fuchibe, Kohei; Morota, Yuki; Miura, Takaya; Ichikawa, Junji
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 ページ: 778~780

    • DOI

      10.1246/cl.220212

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of Substituted [4]Acene Frameworks Based on Double Cationic Cyclizations of Fluoroalkenes2022

    • 著者名/発表者名
      Fuchibe, Kohei; Ichikawa, Junji; Takao, Go; Hakozaki, Tomohiro; Miura, Keisuke; Urushibara, Yusuke
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 54 ページ: 3883~3898

    • DOI

      10.1055/s-0037-1610791

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of Thienothiophene and Thienofuran Ring Systems via Ring Expansion of Difluorothiiranes Generated from Dithioesters2022

    • 著者名/発表者名
      Fuchibe, Kohei; Mukohara, Ibuki; Yamada, Atsushi; Miyazaki, Daisuke; Takayama, Ryo; Ichikawa, Junji
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 24 ページ: 169~174

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c03805

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discussion Addendum for: Preparation of 1,1-Difluoroallenes by Difluorovinylidenation of Carbonyl Compounds2022

    • 著者名/発表者名
      Fuchibe, Kohei; Ichikawa, Junji
    • 雑誌名

      Organic Synthesis

      巻: 99 ページ: 113~124

    • DOI

      10.15227/orgsyn.99.0113

    • 査読あり
  • [学会発表] 遊離および金属ジフルオロカルベンを用いる環炭素フッ素化五員環化合物の合成法2022

    • 著者名/発表者名
      渕辺耕平・三浦貴也・諸田悠樹・胡極・髙山亮・肥田野友洸・青野竜也・市川淳士
    • 学会等名
      第120回 有機合成シンポジウム
  • [学会発表] 金触媒によるジフルオロアレンとアルデヒドの[3 + 2]付加環化反応2022

    • 著者名/発表者名
      工藤湖南・渕辺耕平・市川淳士
    • 学会等名
      第11回 フッ素化学若手の会
  • [学会発表] α,β-不飽和イミンとジフルオロカルベンの[4 + 1]付加環化による2-フルオロピロール誘導体の合成法2022

    • 著者名/発表者名
      三浦貴也・渕辺耕平・市川淳士
    • 学会等名
      第11回 フッ素化学若手の会
  • [学会発表] 金触媒によるジフルオロアレンと α,β-不飽和ケト ンの位置選択的[2 + 4]付加環化:フッ素置換ジヒ ドロ-2H-ピランの合成法2022

    • 著者名/発表者名
      江渡玲央・宮崎大輔・渕辺耕平・市川淳士
    • 学会等名
      2022 ハロゲン利用ミニシンポジウム
  • [学会発表] (トリフルオロメチル)アルケンの連続カチオン環化による PAH 合成法2022

    • 著者名/発表者名
      漆原 祐介・高尾 豪・筥崎 智弘・渕辺 耕平・市川 淳士
    • 学会等名
      第45回 フッ素化学討論会
  • [学会発表] ジフルオロカルベンを一炭素ユニットとする[4 + 1]付加環化: フッ素置換ヘテロ五員環の構築法2022

    • 著者名/発表者名
      三浦 貴也・諸田 悠樹・ 渕辺 耕平・市川 淳士
    • 学会等名
      第45回 フッ素化学討論会
  • [学会発表] ジフルオロシクロプロパンの位置選択的開環を利用するジペプチドバイオイソスターの合成法2022

    • 著者名/発表者名
      三森理史・渕辺耕平・市川淳士
    • 学会等名
      日本化学会 第103 春季年会
  • [学会発表] 1,1-ジフルオロシクロプロパンの位置選択的開環による2-(1,1-ジフルオロエチル)-2H-1,3-ベンゾオキサジンの合成法2022

    • 著者名/発表者名
      松尾太郎・渕辺耕平・市川淳士
    • 学会等名
      日本化学会 第103 春季年会
  • [学会発表] 日本化学会 第103 春季年会2022

    • 著者名/発表者名
      江渡玲央・宮崎大輔・渕辺耕平・市川淳士
    • 学会等名
      金触媒によるジフルオロアレンとα,β-不飽和ケトンの[2 + 4]付加環化:環フッ素化3,4-ジヒドロ-2_H_-ピランの位置選択的合成法
  • [学会発表] Lewis Acid-Promoted Single Activation of C-F Bonds: Reactions of Fluorinated Alkenes and Cyclopropanes2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Fuchibe
    • 学会等名
      Dalian University of Technology-University of Tsukuba Joint Symposium on Organic Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Comprehensive Organometallic Chemistry IV2022

    • 著者名/発表者名
      Fuchibe, Kohei; Fujita, Takeshi; Ichikawa, Junji
    • 総ページ数
      44
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      978-0-12-409547-2
  • [備考] 筑波大学 数理物質系 化学域 渕辺グループホームページ

    • URL

      https://www.chem.tsukuba.ac.jp/kfuchibe/

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公開日: 2023-12-25  

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