2021 年度研究成果報告書

遷移金属ジフルオロカルベン錯体の創製と有機フッ素化合物の触媒的合成への展開

研究課題

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研究課題/領域番号	20K21186
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	筑波大学
研究代表者	市川淳士筑波大学, 数理物質系, 教授 (70184611)
研究期間 (年度)	2020-07-30 – 2022-03-31
キーワード	カルベン / フッ素 / 触媒 / チオフェン / フラン / ジフルオロアルケン / 金
研究成果の概要	高効率な有機フッ素化合物合成のための中間体として、フッ素置換遷移金属カルベン錯体を取り上げ、その調製法と利用法を検討した。その結果、金(I)触媒の存在下で1,1-ジフルオロアレンにアルデヒドを作用させると、[3 + 2]付加環化によりフラン骨格を有する金(I)カルベン錯体が生じることを見出した。このカルベン錯体は二つのフッ素により置換されており、β-水素移動と続く脱フッ化水素を経ることで、2-フルオロフランの位置選択的合成法を提供する。遊離ジフルオロカルベンとチオカルボニル化合物との反応も併せて検討し、1,1-ジフルオロアルケンの合成法や、2-フルオロチオフェンの位置選択的合成法を開発した。
自由記述の分野	有機合成化学、有機フッ素化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	フッ素置換遷移金属カルベン錯体の性質には、学術的な観点から興味が持たれていた。しかし実際には調製例自体が少なく、性質は未知であった。本研究課題により、ジフルオロアレンの付加環化でフッ素置換環状金(I)カルベン錯体が調製できること、また、発生した錯体はβ-水素移動を起こすことが明らかになった。また、併せて見出した遊離ジフルオロカルベンの反応性も、これまでに知見が少なく、今後これを配位子として利用する際に重要な情報となる。我々が合成法を確立したフルオロフランやフルオロチオフェン、ジフルオロアルケンは、いずれも生理活性化合物や合成中間体として有用なものであり、今後医農薬開発等の領域に貢献できる。