[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. シリカゲルはメタノールに溶けるのか?
  2. 有機反応を俯瞰する ー縮合反応
  3. ゴードン会議に参加して:ボストン周辺滞在記 PartI
  4. 酵素を照らす新たな光!アミノ酸の酸化的クロスカップリング
  5. 図に最適なフォントは何か?
  6. ジアリールエテン縮環二量体の二閉環体の合成に成功
  7. 室温で二酸化炭素をメタノールへ変換できる触媒の創製
  8. MEDCHEM NEWS 32-1号「機械学習とロボティックス特…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 金と炭素がつくりだす新たな動的共有結合性を利用した新たな炭素ナノリングの合成法の確立
  2. 生越 友樹 Tomoki Ogoshi
  3. 痔の薬のはなし after
  4. 光で動くモーター 世界初、東工大教授ら開発
  5. 光線力学療法 Photo Dynamic Therapy (PDT)
  6. 痛風薬「フェブキソスタット」の米国売上高が好発進
  7. ジョンソン・クライゼン転位 Johnson-Claisen Rearrangement
  8. 「化学の匠たち〜情熱と挑戦〜」(日本化学会春季年会市民公開講座)
  9. 有機の王冠
  10. 分子は基板表面で「寝返り」をうつ!「一時停止」蒸着法で自発分極の制御自在

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

<製品サンプル進呈>細胞増殖/毒性測定 はじめてを応援キャンペーン【同仁化学研究所】

Cell Counting Kit-8(CCK-8)は同仁化学研究所で開発され、世界中で細胞増殖や細…

ポンコツ博士の国内奮闘録 ~博士、教員として過ごしてはや2年~

本稿は,少子化の影響が著しい地方私立大で学位を取得したとあるしがない博士(薬学)が、厳しい世の中を生…

2026年、過去最大規模の「有機溶媒危機」が始まった?

2026 年 2 月 28 日、アメリカとイスラエルがイランに対し軍事攻撃作戦を…

蒸留操作で水はどう動くのか【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか3. 反応操作をし…

ペプチドを細胞に入れるには? ― クロロアルケン置換が切り拓く膜透過性の新戦略 ―

第 704 回のスポットライトリサーチは、静岡大学大学院 光医工学研究科 光医工学共…

核酸・ペプチド医薬品CDMO市場について調査結果を発表

この程、TPCマーケティングリサーチ株式会社(本社=大阪市西区、代表取締役社長=松本竜馬)は、核酸・…

ケモインフォマティクス

概要化合物の化学構造データやオミクスデータを情報解析するケモインフォマティクスを解説。(…

第61回Vシンポ「中分子バイオ医薬品分析の基礎と動向 ~LCからLC/MSまで、研究現場あるあるとその対処~」を開催します!

こんにちは、Macyです。第61回Vシンポのご案内をさせていただきます。今回は、Agilen…

水分はどこにあるのか【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか3. 反応操作をし…

「MI×データ科学」コース 〜LLM・自動実験・計算・画像とベイズ最適化ハンズオン〜

1 開講期間2026年5月26日(火)、29日(金) 計2日間2 コースのねらい、特色近…

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

PAGE TOP