金属フルオリドを用いた含フッ素官能基化反応の創出

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有機化合物にフッ素原子を導入することで物性が大きく変化することから、医農薬品にはフッ素原子を有するものが多く存在する。そのため、含フッ素官能基の導入方法の開発は、新規医農薬品の開発において重要な手段の一つである。しかし多くのフルオロアルキル鎖の導入反応は高価な試薬を用いる必要があった。本研究では、金属種と工業的に生産されているフルオロアルケンを用いて有機骨格にフルオロアルキル基を導入する反応の開発を目標としている。申請者はこれまでに銅フルオリド (Cu-F) 錯体に対してテトラフルオロエチレン (TFE, CF2=CF2) を作用させることでペンタフルオロエチル銅錯体 (Cu-C2F5) が生成すること、これをヨウ化アリールと反応させることで、芳香環上にペンタフルオロエチル基を導入可能であることを報告している。令和2年度は、これを基に種々のフルオロアルケンを銅フルオリド錯体に作用させた。その結果ヘキサフルオロプロピレンが銅フルオリド錯体と反応しフルオロアルキル銅錯体を与えることを見出した。一方でこの錯体は反応性に乏しく、更なる官能基化反応には不活性であった。そこで銅フルオリドがTFEを反応したことを参考に種々の銅錯体にTFEを作用させたところ、銅-窒素 (Cu-N) 結合を有する錯体が高い反応性を有することを見出した。イミダゾール誘導体のナトリウム塩と塩化銅錯体から系中発生させた銅錯体に対してTFEを室温にて作用させると、フルオロアルキル銅錯体が定量的に生成することを見出した。さらに得られた錯体をヨウ化アリールと60 ℃で5時間反応させることでテトラフルオロエチレン架橋した化合物が最大収率98%で得られた。