Establishment of Methods for Carbon-Fluorine Bond Activation Utilizing Fluorine Elimination

利用氟消除活化碳氟键方法的建立

基本信息

批准号：
21K05066
负责人：
藤田健志
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05066/
关键词：
有機合成化学フッ素金属触媒触媒

项目摘要

炭素-フッ素結合は安定な結合であるため、これを切断しながら化学変換を行うのは困難とされてきた。これに対して、金属を用いるフッ素脱離や酸を用いるHF脱離に注目し、穏和な反応条件下でのC-F結合活性化法を開発した。まず、HF脱離を利用した2-フルオロベンゾフランとアレーンのC-F/C-Hカップリングを見出した。塩化アルミニウム存在下で2-フルオロベンゾフランに対してアレーンを作用させることで、2-アリールベンゾフランを合成できた。ここではまず、2-フルオロベンゾフランのプロトン化によって、フッ素で安定化されたα-カルボカチオン中間体が生成する。これとアレーンとのFriedel-Crafts型のC-C結合形成と続くHF脱離により、2-アリールベンゾフランが得られる。この反応を応用し、生理活性天然物の短工程合成にも成功した。この手法は、3位にビアリール部位を有する2-フルオロベンゾフランの分子内反応にも適用でき、有機電子材料として有望な多環式ヘテロ芳香族化合物の合成も可能であった。さらに、β-フッ素脱離を利用したアリルジフルオリドとアリールヨージドの還元的カップリングを達成した。ニッケル触媒、マンガン、およびクロロシラン存在下、アリルジフルオリドに対してアリールヨージドを作用させることで、アリール置換モノフルオロアルケンを合成できた。ここではまず、反応系中で生成する0価ニッケルにアリールヨージドが酸化的付加する。生成するアリールニッケル(II)にアリルジフルオリドが挿入し、続くβ-フッ素脱離によってアリール置換モノフルオロアルケンを与える。副生する二価のニッケルフルオリドはマンガンとクロロシランと反応し、活性腫の0価ニッケルが再生する。

由于碳氟键是稳定的键，因此在裂解时被认为很难进行化学转化。相反，我们专注于使用金属和使用酸的HF解吸的氟脱附，并在轻度反应条件下开发了一种C-F结合激活方法。首先，我们发现使用HF消除发现了2-氟苯甲氟烷和Arene之间的C-F/C-H耦合。通过在氯化铝制存在下对2-氟苯并呋喃的作用，可以合成2-芳基唑富兰。首先，在这里，2-氟苯并呋喃的质子化产生了氟稳定的α-碰撞中间体。这是弗里德尔（Friedel-Crafts）型C-C键与Arene的形成，然后消除HF，从而产生2-外ARBENZOFURAN。通过应用此反应，我们还成功地合成了短步合成生理活性天然产物。该技术也可以应用于在第三位的2-氟苯并呋喃的分子内反应，并且还可以合成有望作为有机电子材料的多环性异型化合物合成多环状异型化合物。此外，还实现了使用β-氟脱附的芳基氨基酯和芳基碘化物的还原性偶联。通过在镍催化剂，锰和氯硅烷的存在下用芳基碘化物在烯丙基二氟乙烯上作用，合成了芳基取代的单氟烷烯。首先，在这里，将芳基碘添加到反应系统中产生的零价镍中。所得的芳基尼克（II）用烯丙基二氟乙酯插入，然后进行β-氟氨基脱氟乙烯的解吸，得出芳基取代的单氟烷烯。二价镍氟化物的副产品与锰和氯硅烷反应，活性肿瘤0值镍被再生。