ジアニオン触媒と光反応を組み合わせた立体選択的C-Hフッ素化反応の開発

双阴离子催化剂与光反应相结合的立体选择性C-H氟化反应的研究进展

基本信息

批准号：
20J14430
负责人：
丹羽智紀
金额：
$ 1.09万
依托单位：
University of Shizuoka
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14430/
关键词：
フッ素化学不斉触媒反応相間移動触媒ラジカル反応光反応

项目摘要

フッ素は特異な性質を有するため、有機分子中に組み込むことで化合物の立体的な性質をほとんど変えずに生物学的な性質を大きく変えることができる。そのため、医薬品や農薬の分子構造にフッ素を導入することは重要な課題である。本研究では、自身の開発したジアニオン型相間移動触媒とフッ素化剤とのイオン対形成を光反応によるC-H結合の活性化と融合させる方針で研究を開始した。まず、計画に従ってベンゾフェノンなどのケトン触媒によるC-H結合の活性化と発生したベンジルラジカルのフッ素化を相間移動触媒条件において調査した。しかしながら、種々の条件を検討したが、相間移動触媒反応に必要な低極性溶媒中ではケトン触媒による炭素ラジカルの生成効率が著しく低く、C-Hフッ素化は進行しないことが明らかとなった。そこで、別手法により炭素ラジカル種を発生させ、このものをキラルフッ素化剤と反応させることが可能かどうかも検討した。炭素ラジカル前駆体として検討した中で、有機ホウ素化合物からアルキルラジカルを間接的に発生させたところ、収率の改善が必要であるものの、相間移動触媒条件において炭素ラジカル種のエナンチオ選択的なフッ素化が中程度の選択性で進行することを見出した。この結果は、フリーな炭素ラジカル種の立体選択性が系内で発生させたキラルなフッ素化剤によって制御可能であることを示しており、間接的なラジカル発生法を直接的C-H活性化で置換できれば、目的とするC-H不斉フッ素化に繋がることを示唆している。炭素ラジカル種の発生速度とラジカル種のフッ素化の速度のバランスを適切に調整することが必要であると考えており、引き続き炭素ラジカル発生法の検討を継続し、効率的なラジカル的不斉フッ素化の開発を目指す。

由于氟具有独特的性质，它可以掺入有机分子中，显着改变化合物的生物性质，而不改变其空间性质。因此，将氟引入药物和农用化学品的分子结构中是一个重要的问题。在这项研究中，我通过将我开发的双阴离子相转移催化剂和氟化剂之间离子对的形成与通过光反应激活C-H键结合起来进行研究。首先，根据计划，在相转移催化条件下研究了二苯甲酮等酮催化剂对C-H键的活化以及生成的苄基自由基的氟化。然而，在检查各种条件后发现，在相转移催化反应所需的低极性溶剂中，酮催化剂的碳自由基生成效率极低，并且C-H氟化反应无法进行。因此，我们研究了是否有可能使用不同的方法生成碳自由基物质并将其与手性氟化剂反应。在碳自由基前体的研究中，烷基自由基是由有机硼化合物间接产生的，尽管产率需要提高，但发现在相转移催化条件下实现了碳自由基物种的对映选择性氟化，并且具有中等选择性。该结果表明，自由基物种的立体选择性可以通过系统内产生的手性氟化剂来控制，并用直接的C-H活化取代间接自由基生成方法，这表明如果可能的话，它将导致所需的C-H不对称氟化。我们认为有必要适当调整碳自由基物种的生成速率和自由基物种的氟化速率之间的平衡，我们将继续研究碳自由基生成方法并开发高效的自由基不对称氟化新技术。。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Asymmetric Dearomatizing Fluoroamidation of Indole Derivatives with Dianionic Phase-Transfer Catalyst

双阴离子相转移催化剂对吲哚衍生物的不对称脱芳构氟酰胺化

DOI：
10.1021/acs.orglett.0c02026
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
5.2
作者：
Hiromichi Egami; Ryo Hotta; Minami Otsubo; Taiki Rouno; Tomoki Niwa; Kenji Yamashita; Yoshitaka Hamashima
通讯作者：
Yoshitaka Hamashima

Asymmetric Dearomative Fluorination of 2-Naphthols with Dicarboxylate Phse-Transfer Catalyst

二羧酸酯相转移催化剂对 2-萘酚的不对称脱芳香氟化

DOI：
10.1002/anie.202005367
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiromichi Egami; Taiki Rouno; Tomoki Niwa; Kousuke Masuda; Kenji Yamashita; Yoshitaka Hamashima
通讯作者：
Yoshitaka Hamashima

Asymmetric Dearomative Fluorination of 2-Naphthols with Dicarboxylate Phse-Transfer Catalyst

二羧酸酯相转移催化剂对 2-萘酚的不对称脱芳香氟化

DOI：
10.1002/anie.202005367
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiromichi Egami; Taiki Rouno; Tomoki Niwa; Kousuke Masuda; Kenji Yamashita; Yoshitaka Hamashima
通讯作者：
Yoshitaka Hamashima

ジアニオン型相間移動触媒による2-ナフトール類の脱芳香環化型不斉フッ素化反応の開発

使用双阴离子相转移催化剂开发2-萘酚的不对称氟化反应