一電子制御型反応を基盤とする求核的フッ素化反応の開発とPET診断薬の創製

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K07704
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分52040:放射線科学関連
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 水田 賢志 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 助教 (50717618)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: フッ素化 / アジリジノン / DFT計算 / トリフルオロメチルチオ化 / PET

研究成果の概要

カルボニル化合物のα炭素へのフッ素化や[18F]標識化は、ポジトロン断層撮影(PET) における創薬開発に直結した魅力的な反応であるが、実用的な方法は未だない。本研究期間では、銀塩を用いると温和な条件かつ簡便な操作で、１－３級α－ブロモアミドの求核的フッ素化反応およびトリフルオロメチルチオ化反応が進行することを見出した。光学活性な基質を用いると、絶対配置が維持された光学活性なフッ素化生成物が得られることから、カチオン性アジリジノン中間体を経由した"double inversion"で反応が進行していることが示唆された。DFT計算による理論計算の結果と実験データは、本反応機構を支持した。

自由記述の分野

放射線科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

フッ化水素やアルカリ金属フッ化物をフッ素源とした求核的フッ素化反応（SN2プロセス）が、[18F]標識化法の主流となっていることから、嵩高い基質には適さず、基質適用範囲が狭い。ゆえに、本研究成果である嵩高い第2、3級アルキル基を有するカルボン酸、エステル・アミドといったα位への求核的フッ素化は、有機合成化学における課題を克服するに至った。本研究成果は、これまで合成が困難であったPET診断に利用できる[18F]標識カルボニル化合物を構築するための新たな手法となることから、学術的意義、社会的意義があるといえる。