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行える。 とりわけトリフルオロメチル基をもつ有機化合物は、医薬品開発において重要標的となる分子群である。

導入には、大別して求核的手法（Ruppert-Prakash法）および求電子的/ラジカル的手法の二つが考えられる。

とりわけ後者は実用的な手法が限られていたものの、近年になって優れた試薬および反応条件が様々に開発されつつある。以下に代表的なものを記しておく。

基本文献

<General Reviews>

• Umemoto T. Chem. Rev. 1996,96, 1757. DOI: 10.1021/cr941149u
• Ma, J.-A.; Cahard, D. Chem. Rev. 2004, 104, 6119. DOI: 10.1021/cr030143e
• Ma, J.-A.; Cahard, D. J. Fluor. Chem. 2007, 128, 975. doi:10.1016/j.jfluchem.2007.04.026
• Shibata, N.; Matsnev, A.; Cahard, D. Beil. J. Org. Chem. 2010, 6, 65. doi:10.3762/bjoc.6.65

<Umemoto’s reagent>

• Umemoto T, Ishihara S. Tetrahedron Lett. 1990, 31, 3579. doi:10.1016/S0040-4039(00)94447-2
• Umemoto T, Ishihara S. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 2156. DOI: 10.1021/ja00059a009
• Umemoto, T.; Adachi, K.; Ishihara, S. J. Org. Chem. 2007, 72, 6905. DOI: 10.1021/jo070896r
• Li, H. Synlett 2012, 2289. DOI: 10.1055/s-0032-1317176

<Togni’s reagent>

• Eisenberger, P.; Gischig, S.; Togni, A. Chem. Eur. J. 2006, 12, 2579. DOI: 10.1002/chem.200501052
• Kieltsch, I,; Eisenberger, P.; Togni, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 754. DOI: 10.1002/anie.200603497
• Eisenberger, P.; Kieltsch, I.; Armanino, N.; Togni, A. Chem. Commun. 2008, 1575. DOI: 10.1039/B801424H
• Stanek, K.; Koller, R.; Togni, A. J. Org. Chem. 2008, 73, 7678. DOI: 10.1021/jo8014825
• Koller, R.; Stanek, K.; Stolz, D.; Aardoom, R.; Niedermann, K.; Togni, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 4332. DOI: 10.1002/anie.200900974
• Eisenberger, P.; Kiltsch, I.; Koller, R.; Stanek, K.; Togni, A. Org. Synth. 2011, 88, 168. [PDF]

<Shibata-Johnson reagent>

• Noritake, S.; Shibata, N.; Nakamura, S.; Toru, T.; Shiro, M. Eur. J. Org. Chem. 2008, 3465. DOI: 10.1002/ejoc.200800419

<Langlois/Baran’s reagent>

• Langlois, B. R.; Laurent, E.; Roidot, N. Tetrahedron Lett. 1991, 32, 7525. doi:10.1016/0040-4039(91)80524-A
• Ji, Y.; Bruecki, T.; Baxter, R. D.; Fujiwara, Y.; Seiple, I. B.; Su, S.; Blackmond, D. G.; Baran, P. S. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 14411. doi: 10.1073/pnas.1109059108
• Fujiwara, Y.; Dixon, J.A.; Rodriguez, R.A.; Baxter, R.D.; Dixon, D.D.; Collins, M.R.; Blackmond, D.G.; Baran, P.S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1494. DOI: 10.1021/ja211422g
• Fujiwara, Y.; Dixon, J.A.; O’Hara, F.; Daa Funder, E.; Dixon, D.D.; Rodriguez, R.A.; Baxter, R.D.; Herle, B.; Sach, N.; Collins, M.R.; Ishihara, Y.; Baran, P.S. Nature 2012, 492, 95. doi:10.1038/nature11680
• Ye, Y.; Kunzi, S. A.; Sanford, M. S. Org. Lett. 2012, 14, 4979. DOI: 10.1021/ol3022726

 

反応機構

トリフルオロメチル基は電気陰性なフッ素原子に反応中心が囲まれているため、背面攻撃からの置換（SN2反応）が不利である。

 

反応例

 

実験手順

 

実験のコツ・テクニック

 

参考文献

 

関連反応

• 網井トリフルオロメチル化 Amii Trifluoromethylation 
• 求核的フルオロアルキル化　Nucleophilic Fluoroalkylation
• バートン トリフルオロメチル化 Burton Trifluoromethylation
• 求電子的フッ素化剤 Electrophilic Fluorination Reagent
• 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

• 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)
• Nucleophilic and Electrophilic Trifluoromethylation (PDF)
• フッ素化反応（Sigma-Aldrich, PDF）
• Trifluoromethylator（Sigma-Aldrich）
• Trifluoromethylation – Wikipedia
• Sodium trifluoromethanesulfinate – Wikipedia
• Fluorination Strategies and Methodologies （PDF)
• 芳香族C-Hトリフルオロメチル化反応、その他のC-H官能基化反応（気ままに創薬化学）
• Zn(SO2R)2を用いた含窒素芳香環のC-H官能基化反応（気ままに創薬化学）
• ETH Zurich、Togni研究室への留学を通して