含フッ素光学活性有機ホウ素化合物の新規合成法の開発

含氟光学活性有机硼化合物合成新方法的开发

基本信息

批准号：
18J20858
负责人：
秋山颯太
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

フッ素基の化合物への導入は、分子の脂溶性の向上や分子が代謝されにくくなるといった多くのメリットをもたらす。そのため多数の農薬や医薬品に含フッ素化合物が用いられており、これら化合物の合成につながる有用な含フッ素反応剤が開発されてきた。そのような含フッ素反応剤として、私は含フッ素ホウ素化合物に着目した。この化合物はホウ素基を利用した変換反応により、有用な生理活性を持つ多様な含フッ素化合物を与えると期待される。本研究では銅(I)触媒を用いた選択的ホウ素化反応により、種々の含フッ素ホウ素化合物の合成と、それを用いた有用含フッ素化合物の合成を目的とした。昨年度までは、含フッ素ホウ素化合物を合成する方法として、含フッ素化合物へのβ-フッ素脱離を経由するホウ素化反応に焦点を当ててきた。しかし、この方法では得られる含フッ素ホウ素化合物が限定的である。また、基質である含フッ素化合物を得るために多段階の合成ステップが必要であり、効率の面で課題があった。そこで本年度は、フッ素基を持たない単純化合物から、フッ素化と同時にホウ素化反応を行うことにより含フッ素ホウ素化合物が合成できないかと着想した。この反応により基質の合成に多ステップをかけることなく含フッ素ホウ素化合物を得ることができる。具体的には、ボリル銅(I)活性種とハライドの反応により生じたラジカルが、アルケンへの分子間ラジカルリレーを起こすことによる、末端アルケンのアルキルフッ素化ホウ素化反応を開発した。反応条件としてはカチオン性銅(I)錯体触媒存在下、ジボロン、および配位子としてIMes・HCl、添加剤としてZnBr2を用いることにより、高収率で目的のβ, β-ジフルオロアルキルホウ素化合物が得られることが分かっている。

在化合物中引入氟基团带来了很多好处，例如提高分子的脂溶性，使分子不易被代谢。因此，含氟化合物被用于大量农用化学品和药物中，并且已经开发了有用的含氟反应物用于合成这些化合物。作为这种含氟反应物，我关注的是含氟硼化合物。该化合物有望通过硼基团的转化反应产生多种具有有用生理活性的含氟化合物。本研究的目的是使用铜(I)催化剂通过选择性硼化反应合成各种含氟硼化合物，并利用其合成有用的含氟化合物。直到去年，作为含氟硼化合物的合成方法，我们主要关注通过β-氟消除生成含氟化合物的硼化反应。然而，通过该方法可以获得的含氟硼化合物是有限的。此外，需要多个合成步骤来获得作为底物的含氟化合物，这导致了效率方面的问题。因此，今年我们提出了通过在氟化的同时进行硼化反应，由不具有氟基团的简单化合物合成含氟硼化合物的想法。通过该反应，无需多个底物合成步骤即可获得含氟硼化合物。具体来说，我们开发了末端烯烃的烷基氟硼化反应，其中硼基铜（I）活性物质和卤化物之间反应产生的自由基经历分子间自由基中继到烯烃。通过使用二硼、IMes HCl 作为配体、ZnBr2 作为添加剂，在阳离子铜 (I) 配合物催化剂的存在下，以高收率获得了所需的 β,β-二氟烷基硼化合物。