概要

各種アルコールやカルボニル化合物から脱酸素的にフッ素置換を行える試薬が開発されている。 市販もされている、代表的なものを以下に挙げる。

三フッ化ジエチルアミノ硫黄(DAST, ダスト)はこの試薬群のプロトタイプに当たり、現在でも多用されている。液体で市販されている。90℃以上に加熱すると爆発が起きる可能性があるため、取り扱いに注意を要する。水に不安定。

Deoxo-Fluor(デオキソフルオル)はDASTの改良版にあたる液体。より熱的に安定であり、取り扱いが安全で容易となっている。水に不安定。

1,1,2,2-tetrafluoro-N,N-dimethylethylamine(TFEDMA)は液体の市販品。副生物のアミドが水溶性であり、分液操作によって容易に除去できる。ポリエチレン、テフロン、金属製の容器に長期間保存可能。熱的に安定だが、水に不安定。

XtalFluor(クリスタルフルオル)は、市販されている固体試薬。DASTやDeoxoFluorに比べて競合する脱離反応が抑えられている。DBUやEt3N-3HFなどの試薬と共に用いる。

FluoLead(フルオリード)は、市販されている固体試薬。加熱と吸湿分解に強く、脱離反応が抑制されている。カルボン酸をトリフルオロメチル基に変換するなど、より多彩な反応に用いることが可能。

PhenoFluor(フェノフルオル)は市販されている固体試薬。CsFと共用することでsp²炭素（フェノール）での脱酸素的フッ素化や、複雑な基質におけるLate-Stageフッ素化が行える最新鋭の試薬。

基本文献

<DAST>

• Middleton, W. J. J. Org. Chem. 1975, 40, 574. DOI: 10.1021/jo00893a007
• Hudicky, M. Org. React. 1988, 35, 513.

<DeoxoFluor>

• Lal, G. S.; Pez, G. P.; Pesaresi, R. J.; Prozonic, F. M. Cheng, H. J. Org. Chem. 1999, 64, 7048. DOI: 10.1021/jo990566+
• Lal, G. S.; Pez, G. P.; Pesaresi, R. J.; Prozonic, F. M. Chem. Commun. 1999, 215. DOI: 10.1039/A808517J
• Lal, G. S.; Lobach, E.; Evans, A. J. Org. Chem. 2000, 65, 4830. DOI: 10.1021/jo000020j
• Singh, R. P.; Twamley, B.; Shreeve, J. M. J. Org. Chem. 2002, 67, 1918. DOI: 10.1021/jo016245r
• White, J. M.; Tunoori, A. R.; Turunen, B. J.; Georg, G. I. J. Org. Chem. 2004, 69, 2573. DOI: 10.1021/jo035658k
• Bi, X. Synlett 2006, 2515. DOI: 10.1055/s-2006-950419

<TFEDMA>

•  Petrov, V. A.; Swearingen, S.; Hong, W.; Petersen, W. C. J. Fluorine Chem. 2001, 109, 25. doi:10.1016/S0022-1139(01)00372-4

<XtalFluor>

• Couturier, M. et al. Org. Lett. 2009, 11, 5050. DOI: 10.1021/ol902039q
• Couturier, M. et al.J. Org. Chem. 2010, 75, 3401. DOI: 10.1021/jo100504x

<FluoLead>

• Umemoto, T.; Singh, R. P.; Xy, Y.; Saito, N. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 18199. DOI: 10.1021/ja106343h

<Phenofluor>

• Hayashi, H.; Sonoda, H. Fukumura, K.; Nagata, T. Chem. Commun. 2002, 1618. DOI: 10.1039/B204471D
• Tang, P.; Wang, W.; Ritter, T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11482. doi:10.1021/ja2048072
• Sladojevich, F.; Arlow, S.; Tang, P.; Ritter, T. J. Am. Chem.
  Soc. 2013, 135, 2470. doi:10.1021/ja3125405
• Fujimoto, T.; Becker, F.; Ritter, T. Org. Process Res. Dev. 2014, 18, 1041. DOI: 10.1021/op500121w

Review for Deoxyfluorination：

• Singh, R. P.; Shreeve, J. M. Synthesis 2002, 2561. DOI: 10.1055/s-2002-35626
• Kirk, K. L. Org. Process Res. Dev. 2008, 12, 305. doi:10.1021/op700134j
• Al-Maharik, N.; O’Hagan, D. Aldrichimica Acta 2011, 44, 65. [website]

 

反応機構

DASTフッ素化の機構：立体化学の反転を伴う。

反応例

カルボニル基とも反応してgem-二フッ化物を与える。

Ciguatoxin合成におけるフラグメント連結過程での使用[1]

PhenoFluorによるフェノールの脱酸素フッ素化とLate-Stage脱酸素フッ素化

実験手順

 

実験のコツ・テクニック

水と反応して猛毒かつガラス腐食性のフッ化水素(HF)が発生するので、反応の仕込み・後処理には注意が必要。

 

参考文献

[1] Inoue, M.; Yamashita, S.; Hirama, M. Tetrahedron Lett. 2004, 45, 2053. doi:10.1016/j.tetlet.2004.01.077

 

関連反応

• 網井トリフルオロメチル化 Amii Trifluoromethylation 
• 求電子的トリフルオロメチル化 Electrophilic Trifluoromethylation
• 求核的フルオロアルキル化　Nucleophilic Fluoroalkylation
• 還元的脱硫反応 Reductive Desulfurization
• 求電子的フッ素化剤 Electrophilic Fluorination Reagent
• バルツ・シーマン反応 Balz-Schiemann Reaction
• アッペル反応 Appel Reaction

 

関連書籍

[amazonjs asin=”0471543705″ locale=”JP” title=”Synthetic Fluorine Chemistry”][amazonjs asin=”0470021772″ locale=”JP” title=”Fluorine-Containing Reagents (Hdbk of Reagents for Organic Synthesis)”][amazonjs asin=”0849378672″ locale=”JP” title=”Aromatic Fluorination (New Directions in Organic and Biological Chemistry)”]

 

外部リンク

• Selective Fluorination
• 海外留学～フルオラスケミストリーに関する研究～(Chem-Station:研究者インタビュー)
• フッ素 (Wikipedia日本)
• 異能の脇役・フッ素の素顔（１） （２） （３）(有機化学美術館)
• 含フッ素生物活性化合物の合成 (PDF, TCIメール)
• 市販されている物質を利用した光学活性なフッ素系物質の合成 (PDF; 和光純薬)
• 三フッ化N,N-ジエチルアミノ硫黄 (Wikipedia)
• Diethylaminosulfur trifluoride (Wikipedia)
• 新しい脱酸素的フッ素化試薬（気ままに有機化学）
• ChemFiles: フッ素化反応（PDF）
• フッ素化(若き有機合成化学者の奮闘記)
• 安定で取り扱い容易な求核的フッ素化試剤（PDF,TCiプロダクトノート）