Development of Bench-Stable Pentafluorosulfanylating Reagents from Sulfur Hexafluoride

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K20534
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 柏原 美勇斗 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任助教 (10963340)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: 六フッ化硫黄 / 温室効果ガス / 9-フルオレノール / 有機触媒 / 一電子還元

Outline of Annual Research Achievements

本研究では安価かつ安定な9-フルオレノール誘導体を用いて，高い温室効果を有する六フッ化硫黄を分解し，新たなペンタフルオロスルファニル基含有化合物を合成することを目指している。本期間においてはまず，理論化学計算に基づき，高い還元力を有すると考えられるいくつかの9-フルオレノール誘導体の合成をおこなった。種々の置換基を導入できる共通中間体の合成法を確立したため，効率よくライブラリーを構築できる。次に，合成した9-フルオレノール誘導体を塩基の存在下，六フッ化硫黄ガス雰囲気下で加熱撹拌した。その結果，当初想定したようなペンタフルオロスルファニル基含有化合物の生成は確認できなかったが，六フッ化硫黄が分解し，単体硫黄とフッ化物イオンが生成していることが示唆された。これら生成物の定量から，9-フルオレノールが触媒として機能しており，その活性は置換基を持たない単純な9-フルオレノールが最も高いことが分かっている。これまでに，六フッ化硫黄を触媒的に完全分解することができる有機化合物はほとんど知られておらず，上記の結果は，9-フルオレノールが特異な還元活性を有することを示すものである。また，反応終了後には9-フルオレノールまたは9-フルオレノンが高い収率で回収されることが分かっており，六フッ化硫黄分解技術としての応用が見込めるとともに，分解の途中段階で生成している，硫黄・フッ素を含む中間体を新たな有機合成反応に利用できる可能性がある。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画に示した通り，１年度目は9-フルオレノール誘導体の合成と，六フッ化硫黄ガスとの反応条件の検討を進めることができた。当初想定したようなペンタフルオロスルファニル基含有化合物の生成は確認できていないものの，適切な反応条件において9-フルオレノールが六フッ化硫黄を分解できることから，その中間体を他の有機化合物や触媒によって捕捉できれば，目的のペンタフルオロスルファニル化を達成することができる。下記の方策に沿って研究を遂行することで，実現可能性は十分にあると考え，現在までのところは概ね順調であると判断した。

Strategy for Future Research Activity

ペンタフルオロスルファニル化剤を合成，単離することが現状難しいため，直截的なペンタフルオロスルファニル化を試みる。すなわち，種々の求電子剤や求核剤と触媒や添加剤などを9-フルオレノールと六フッ化硫黄の反応系に加え，目的化合物が得られるかどうか検討する。それと同時に，9-フルオレノールを触媒による六フッ化硫黄の完全分解について，基の量や分圧といった反応条件や光照射の影響を調査し，分解技術としての性能を評価する。