| 研究課題/領域番号 |
20K05486
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
渕辺 耕平 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10348493)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | フッ素 / アルケン / 生物学的等価体 / ルイス酸 / カルボカチオン / シクロプロパン / 結合活性化 |
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| 研究実績の概要 |
有機フッ素化合物においては、フッ素多置換体が工業的に入手容易である場合が多い。これらフッ素多置換有機化合物が有する複数の炭素ーフッ素結合のうち、一本だけを選択的に化学変換できれば、フッ素を減らしながら有用合成を行う、有機フッ素化合物合成の新しい合成手法となる。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、有機フッ素化合物合成の新たな体系を構築する。
令和5年度は、合成中間体としての利用を志向し、官能基化されたモノフルオロアルケンのジアステレオ選択的合成法を開発した。具体的には、2位にアリールオキシ基が置換した1,1-ジフルオロシクロプロパンに対してジメチルアルミニウムクロリド(ルイス酸)存在下、各種求核剤を作用させた。1,1-ジフルオロシクロプロパンのsp3混成炭素からのフッ化物イオンの脱離に始まる位置選択的開環ー付加反応が起こり、求核剤としてアリルシランを作用させた場合は分子内にアルケン部位を有するモノフルオロアルケンを(2-フルオロ-1,5-ジエン合成)、求核剤としてシリルエノールエーテルを作用させた場合は分子内にケトン部位を有するモノフルオロアルケンを(2-フルオロ-5-オキソ-1-エン合成)、E体選択的に得た。これら生成物においてフッ素置換した炭素はsp2混成炭素であり、過剰反応は一切進行しない。本反応は求核剤とのカップリングによる新しいモノフルオロアルケン合成法を提供している。
なお、令和5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。さらに、本反応に密接に関連する論文を1報英文誌に投稿し、受理された。
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| 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5年度は、本研究課題で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。
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| 今後の研究の推進方策 |
本課題においては、その期間中に反応基質を(トリフルオロメチル)シクロプロパンから1,1-ジフルオロシクロプロパンとすることで、「生成物の形を変える反応設計」の深化を達成している。課題最終年度にあたる令和６年度はこれをさらに押し進め、(トリフルオロメチル)チイラン[(トリフルオロメチル)チアシクロプロパン]を基盤とするフッ素減算型有用硫黄化合物合成に挑戦したい。フッ素を含む有機硫黄化合物は医薬や農薬などとして有望であり、本研究課題の成果を社会に広く還元することを目指す。
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| 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。3年に及ぶコロナ禍の影響を1年の研究期間延長でカバーすることは難しく、研究期間の再延長を選択することになった。
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