ベンゼン誘導体、カルボニル化合物→ハロゲン化物
概要
フッ素原子は立体的には水素原子と酷似しているが、電気的には全く逆の陰性である。このためフッ素置換によって、構造を大きく変えることなく、電気的チューニングが可能となる。また、C-H結合よりもC-F結合は強く切れにくいため、化合物の安定性を高める設計もできる。例えばラセミ化しやすい水素をフッ素置換すると、キラリティの安定性を増す事が出来る。
この性質ゆえ、フッ素化反応は医薬探索・合成および材料化学といった、分子工学的な分野において重要な役割を担っている。現在でも効率的合成法には乏しく、その潜在的需要は大きい。
近年では不斉触媒を用いて、フッ素原子をエナンチオ選択的に導入する手法も開発されてきている。
基本文献
- Umemoto, T.; Kawada, K.; Tomita, K. Tetrahedron Lett. 1989, 27, 4465. doi:10.1016/S0040-4039(00)84980-1
- Singh, S.; DesMarteau, D. D.; Zuberi, S. S.; Witz, M.; Huang, H. N. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7194. DOI: 10.1021/ja00257a051
- Banks, R. E. et al. J. Fluorine Chem. 1990, 46, 297.
- Nyffeler, P. T.; Duron, S. G.; Burkart, M. D.; Vincent, S. P.; Wong, C.-H. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44 192. doi:10.1002/anie.200400648
- Kirk, K. L. Org. Process Res. Dev. 2008, 12, 305. doi:10.1021/op700134j
反応機構
反応例
触媒的不斉フッ素化[1]
ヨードトルエンジフルオリド[2]：近年新しく開発された求電子フッ素化剤。他のフッ素化試薬に比べて毒性が低く、安定で取り扱いが容易。
エナミンとの反応[3]
アリール金属化合物は求電子フッ素試薬との反応性が低く、単純な方法では上手くフッ素化が行えない。Ritterらは、アリールホウ素・スズ試薬から官能基化芳香族フッ化物を合成できる手法を開発している。[4][5]
実験手順
実験のコツ・テクニック
参考文献
[1] Hamashima, Y.; Yagi, K.; Takano, H.; Tamas, L.; Sodeoka, M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14530. DOI: 10.1021/ja028464f [2] (a) Inagaki, T.; Nakamura, Y.; Sawaguchi, M.; Yoneda, N.; Ayuba, S.; Hara, S. Tetrahedron Lett. 2003, 44, 4117. doi:10.1016/S0040-4039(03)00841-4 (b) Yoshida, M. et al. ARKIVOC 2003, 6,36.
[3] Peng,W.; Shreeve, J. M. J. Org. Chem. 2005, 70, 5760. DOI: 10.1021/jo0506837 [4] Furuya, T.; Strom, A. E.; Ritter, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1662. DOI: 10.1021/ja8086664 [5] Furuya, T.; Ritter, T. Org. Lett. 2009, 11, 2860. DOI: 10.1021/ol901113t
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
- エノラートのα-アルキル化反応 α-Alkylation of Enolate
- バルツ・シーマン反応 Balz-Schiemann Reaction
- 脱酸素的フッ素化 Deoxofluorination
関連書籍
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外部リンク
- SelectfluorTM F-TEDA-BF4 as a Versatile Mediator or Catalyst in Organic Chemistry (PDF)
- 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)
