[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

アセトンを用いた芳香環のC–Hトリフルオロメチル化反応

[スポンサーリンク]

 

近年、創薬研究において、リード化合物にトリフルオロメチル基を導入する試みが積極的に行われています[1,2]。リード化合物にトリフルオロメチル基を導入する際には、あらかじめトリフルオロメチル化された出発原料を用いるのが一般的です。しかし、効率的な誘導体合成を行う上では、合成したリード化合物に直接トリフルオロメチル基を導入する手法が理想的です。

芳香族C–Hトリフルオロメチル化反応は、炭素–水素結合を直接変換するため、理想的な方法の一つと考えられます。これまでに様々な芳香族C–Hトリフルオロメチル化反応が報告されています。中でも、CF3ラジカルを利用したC–Hトリフルオロメチル化反応は、温和な条件下で進行するため、高度に官能基化されたリード化合物を基質に用いる際に適した反応です。現在までに

  1. 遷移金属触媒の利用[3]
  2. 過酸の利用[4]によるラジカル的C–Hトリフルオロメチル化反応

が報告されています(図 1)。これらの反応では、はじめに系中でCF3ラジカル種を発生させたのち、続くCF3ラジカル種と芳香環とのラジカル反応、芳香族化によって目的物であるトリフルオロメチル化体を与えます。つまり、「いかにしてCF3ラジカル種を発生させるか」という点が反応の鍵となります。

 

2016-08-13_11-31-56

図1 既存の芳香環に対するラジカルトリフルオロメチル化反応

 

最近、Liらは、新たなCF3ラジカル種の発生剤として、安価で一般的な有機溶媒であるアセトンを用いたC–Hトリフルオロメチル化反応を開発しました。今回はこの論文について紹介したいと思います。

“Simple and Clean Photoinduced Aromatic Trifluoromethylation Reaction”

Li, L.; Mu, X.; Liu, W.; Wang, Y.; Mi, Z.; Li, C.-J. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 5809. DOI: 10.1021/jacs.6b02782

 

アセトンによるラジカル誘起

一般に光照射により励起されたケトンなどのカルボニル化合物に対し電子豊富な反応剤を作用させるとラジカル反応が進行することが知られています[5, 6]。例えば、光励起したアセトンに対し電子密度の高いオレフィンを作用させると容易にラジカル反応が進行しオキセタンを与えます(図2)[7]

2016-08-13_13-39-00

図2

今回著者らは光励起したアセトンに対し電子豊富なトリフルオロメタンスルフィン酸アニオン種を作用させることでCF3ラジカル種が誘起できると考えた(図3)。

2016-08-13_13-41-44

図3

種々検討の結果、紫外光照射下、1,3,5-トリメトキシベンゼンに対してトリフルオロメタンスルフィン酸ナトリウムをアセトン中で作用させることでCF3ラジカル種が発生しトリフルオロメチル化が進行することを見出した(図 4)。

1,3,5ートリメトキシベンゼンのラジカルトリフルオロメチル化

図4 1,3,5ートリメトキシベンゼンのラジカルトリフルオロメチル化

想定反応機構

想定反応機構を以下に示す (図 5)。まずアセトンが光照射により励起され、活性種Xが生成する。このXに対してトリフルオロメタンスルフィン酸ナトリウムが作用し、続く二酸化硫黄の脱離によってCF3ラジカル種が生成する。CF3ラジカルとアレーンとのラジカル反応、続く芳香族化により目的とするトリフルオロメチル化が進行する。

図5 想定反応機構

図5 想定反応機構

本反応の特徴

本反応は多置換ベンゼンやヘテロ芳香環など、様々な芳香族化合物に適用可能である。また、グラムスケール合成や生物活性分子、医薬品の誘導化にも成功している。加えて、アセトンの代わりにジアセチルを用いることで、可視光を用いたトリフルオロメチル化反応を達成しており、紫外光照射下で不安定なホルミル基、ハロゲンが置換された芳香環に適用できる。

 

まとめ

今回Liらはアセトンを用いたCF3ラジカルの誘起を鍵とした新たな芳香環C–Hトリフルオロメチル化反応を開発した。過酸や遷移金属触媒の代わりに安価で一般的な有機化合物であるアセトンを用いて芳香環C–Hトリフルオロメチル化反応が達成できることを示した本研究は今後の医薬品や農薬の開発研究の効率化に貢献するものと期待できる。

 

参考文献

  1. Alonso, C.; Martínez de Marigorta, E.; Rubiales, G.; Palacios, F. Chem. Rev. 2015115, 1847. DOI: 10.1021/cr500368h
  2. Wu, X. F.; Neumann, H.; Beller, M. Chem. Asian J. 2012, 7, 1744. DOI: 10.1002/asia.201200211
  3. Nagib, D. A.; MacMillan, D. W. C. Nature 2011, 480, 224. DOI: 10.1038/nature10647
  4. Ji, Y.; Brueckl, T.; Baxter, R. D.; Fujiwara, Y.; Seiple, I. B.; Su, S.; Blackmond, D. G.;  Baran, P. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 14411. DOI: 10.1073/pnas.1109059108
  5. 井上晴夫・高木克彦・佐々木政子・朴鐘震 『光化学Ⅰ』(基礎化学コース)丸善出版(1999).[amazonjs asin=”462104656X” locale=”JP” title=”光化学〈1〉 (基礎化学コース)”]
  6. 伊澤康司『やさしい有機光化学』名古屋大学出版会(2004).
  7. Buchi, G.; Inman, C. G.; Lipinsky, E. S. J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 4327. DOI: 10.1021/ja01646a024

 

Avatar photo

bona

投稿者の記事一覧

愛知で化学を教えています。よろしくお願いします。

関連記事

  1. 第27回 国際複素環化学会議 (27th ISHC)
  2. 可逆的に解離・会合を制御可能なサッカーボール型タンパク質ナノ粒子…
  3. アメリカ大学院留学:卒業まであと一歩!プロポーザル試験
  4. 化学者も参戦!?急成長ワクチン業界
  5. 【書籍】イシューからはじめよ~知的生産のシンプルな本質~
  6. 第52回ケムステVシンポ「生体関連セラミックス科学が切り拓く次世…
  7. HTEで一挙に検討!ペプチドを基盤とした不斉触媒開発
  8. 剛直な環状ペプチドを与える「オキサゾールグラフト法」

注目情報

ピックアップ記事

  1. 史上最強の塩基が合成される
  2. お”カネ”持ちな会社たちー2
  3. 世界の「イケメン人工分子」① ~ 分子ボロミアンリング ~
  4. ケミカル数独
  5. 高分子固体電解質をAIで自動設計
  6. 【PR】 Chem-Stationで記事を書いてみませんか?【スタッフ募集】
  7. 電気化学的HFIPエーテル形成を経る脱水素クロスカップリング反応
  8. ビス(トリメチルアルミニウム)-1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン付加物 : Bis(trimethylaluminum)-1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane Adduct
  9. 耐薬品性デジタルマノメーター:バキューブランド VACUU・VIEW
  10. 技術者・研究者のためのプレゼンテーション入門

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2016年8月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

最新記事

第18回日本化学連合シンポジウム「社会実装を実現する化学人材創出における新たな視点」

日本化学連合ではシンポジウムを毎年2回開催しています。そのうち2025年3月4日開催のシンポジウムで…

理研の一般公開に参加してみた

bergです。去る2024年11月16日(土)、横浜市鶴見区にある、理化学研究所横浜キャンパスの一般…

ツルツルアミノ酸にオレフィンを!脂肪族アミノ酸の脱水素化反応

脂肪族アミノ酸側鎖の脱水素化反応が報告された。本反応で得られるデヒドロアミノ酸は多様な非標準アミノ酸…

野々山 貴行 Takayuki NONOYAMA

野々山 貴行 (NONOYAMA Takayuki)は、高分子材料科学、ゲル、ソフトマテリアル、ソフ…

城﨑 由紀 Yuki SHIROSAKI

城﨑 由紀(Yuki SHIROSAKI)は、生体無機材料を専門とする日本の化学者である。2025年…

中村 真紀 Maki NAKAMURA

中村真紀(Maki NAKAMURA 産業技術総合研究所)は、日本の化学者である。産業技術総合研究所…

フッ素が実現する高効率なレアメタルフリー水電解酸素生成触媒

第638回のスポットライトリサーチは、東京工業大学(現 東京科学大学) 理学院化学系 (前田研究室)…

【四国化成ホールディングス】新卒採用情報(2026卒)

◆求める人財像:『使命感にあふれ、自ら考え挑戦する人財』私たちが社員に求めるのは、「独創力」…

マイクロ波に少しでもご興味のある方へ まるっとマイクロ波セミナー 〜マイクロ波技術の基本からできることまで〜

プロセスの脱炭素化及び効率化のキーテクノロジーとして注目されている、電子レンジでおなじみの”マイクロ…

世界の技術進歩を支える四国化成の「独創力」

「独創力」を体現する四国化成の研究開発四国化成の開発部隊は、長年蓄積してきた有機…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー