Fluorous Topics vol. 1 no. 1 pp. 4-6, 2014 Ruppert-Prakash 試薬(CF3SiMe3)の新しい使い方 New Applications of Ruppert-Prakash Reagent (CF3SiMe3) 群馬大学大学院理工学府 網井秀樹 Hideki Amii Division of Molecular Science, Graduate School of Science and Technology, Gunma University This report focuses on the recent studies on synthetic applications of Ruppert-Prakash reagent (CF3SiMe3). To date, trifluoromethyl(trimethyl)silane have been utilized as a nucleophilic trifluoromethylating agent. Herein, several elegant examples of selective transformation using CF3SiMe3 as difluorocarbene and siladifluoromethyl sources are showcased. 有機合成化学の分野において現在,フッ素化, Ruppert-Prakash 試薬は,芳香族トリフルオロ トリフルオロメチル化が大きな注目を浴びてい メチル化剤としても有効に働く 5)。筆者らは, 1) る 。トリフルオロメチル化試薬の中でも, 銅触媒クロスカップリングによる芳香族トリフ Ruppert-Prakash 試薬(CF3SiMe3)は,沸点が 55℃ ルオロメチル化に成功している(スキーム3) 5b) であり,実験室で容易に取り扱うことができる 。 2) 安定な化合物である 。これがフッ化物イオン Scheme 3 Catalytic in Copper と反応すると,瞬時にトリフルオロメチルアニ CuI (10 mol%) I CF3 phen (10 mol%) オン種が発生する。Ruppert-Prakash 試薬は,カ + CF3 SiEt3 KF, NMP/DMF O2N O2N ルボニル化合物に対し,求核的にトリフルオロ 90% メチル基を導入できる「定番の反応剤」として N N 位置づけられている(スキーム1)3)。 phen Scheme 1 CF -SiMe (CF -SiR ) 3 3 3 3 CF3 O R1 R2 + OH cat. F CF3-SiMe3 R1 R2 CF3 これまでに,Ruppert-Prakash 試薬は,求核的 トリフルオロメチル化剤として数多く利用され てきた。その高度変換の例として,2009 年に柴 田らはアゾメチンイミンの高エナンチオ選択的 トリフルオロメチル化を報告している(スキー ム2)4)。 Scheme 2 O N O CF3-SiMe3 Me Me cat. A (10 mol%) KOH N H HN N Me Me CF3 toluene, CH2Cl2 94% yield 90% ee Azomethine Imine OH N N cat. A Br CF3 NH3Cl CF3 90% ee ここまでは,Ruppert-Prakash 試薬のトリフル オロメチルアニオン(CF3- )等価体としての利 用を手短に触れた。最近,Ruppert-Prakash 試薬 を,求核剤とは異なる使い方で有機フッ素化合 物合成に応用した例が報告されている。 Hu, Prakash, Olah らは,当該試薬の「ジフル オロカルベン(:CF2)源 」としての応用を行っ ている。CF3SiMe3 から発生したトリフルオロメ チルアニオン種のα-脱離を経て,ジフルオロカ ルベン(:CF2 )が生成することを巧みに利用し ている(スキーム4) 6) 。gem-ジフルオロシク ロプロパンの合成には,クロロジフルオロ酢酸 塩の脱炭酸反応によって生じたジフルオロカル ベンとアルケンとの[2+1]環化付加反応がよく用 いられるが,ジフルオロカルベン発生のために は 200℃近くまで加熱しなければならない 7)。 これに対し,Ruppert-Prakash 試薬をカルベン源 として用いる手法は,穏やかな条件でジフルオ ロシクロプロパンが得られる点で大変便利であ る 6a)。 CF3 4 Fluorous Topics vol. 1 no. 1 pp. 4-6, 2014 Scheme 4 CF3-SiMe3 CF3-SiMe3 Nu CF2 Scheme 6 -F elimination O F F TBAT (5 mol%) + CF3-SiMe3 Ph N H O F F O O O N Ph Ph Ph dioxane, NMP Ph 75% CuI (cat.) / F- (cat.) Cu CF3-SiMe3 step 1 Ph Ph F F F - CuF step 2 -F elimination まず,Ruppert-Prakash 試薬とヨウ化銅から, トリフルオロメチル銅(CF3Cu)が生成する。 次に,CF3Cu とジアゾ化合物との反応によって トリフルオロエチル銅中間体が発生し,この中 間体のβフッ素脱離から生成物のジフルオロア ルケンが得られる反応機構である。興味深いこ とに,βフッ素脱離によってフッ化銅が再生す るため,反応に用いる銅塩およびフッ化物塩は 触媒量の使用で反応が完結する。 最後に,炭素—フッ素結合活性化による Ruppert-Prakash 試薬の求電子剤としての利用を 紹介する。三上らは,リチウムエノラートによ る CF3SiMe3 中の炭素—フッ素結合の切断を鍵反 応とする炭素—炭素結合形成反応を見いだして いる(スキーム6) 9) 。本反応では,カルボニ ルα位炭素にシリルジフルオロメチル基(Me3 SiCF2-)を求電子的に導入できることが最大の 特徴である。さらに,生成物のシリル基を用い た分子変換が可能である。本反応系において不 斉補助基を有する基質を用いると,高ジアステ レオ選択的に反応が進行する。 O O Ph N CF2SiMe3 Ph 71% (d.r.= 97:3) 2) CF3SiMe3, -78 ¡C O CF2 Ph O 1) LHMDS (1 eq), THF then MeLi (1 eq) MeI, KF + CF3-SiMe3 Bn OH 62% (d.r.= 1:1) N CF2H 90% CuI (5 mol%) CsF (5 mol%) Ph TsN THF Scheme 5 N2 CF2SiMe3 Bn TsN N triglyme, MW O PhCHO, cat. KF ジフルオロカルベン種等価体としての応用例 として,Hu らはジアゾ化合物と Ruppert-Prakash 試薬との反応による gem-ジフルオロアルケンの 合成に成功している(スキーム5)8)。 Ph 1) LHMDS (1 eq), THF then MeLi (1 eq) 82% LiI (0.9 eq) + CF3-SiMe3 CF2 2) CF3SiMe3, -78 ¡C Ph (TBAT = Bu4N+SiPh3F2-) N Bn TsN Ph THF, -50 °C to rt (2.5 eq) CF2-SiMe3 CF2 + F CF3 Ph CF3-SiMe3 O O N DMF Ph Ph CF2Me 以上,Ruppert-Prakash 試薬(CF3SiMe3)の新し い用途について紹介した。なお,本記事を執筆 している最中に,Wang, Liu らが同様の内容を取 り上げた総説を発表した 10) 。本記事において Wang らの総説とオーバーラップした部分が多 くなったことをお詫び申し上げる。Wang らの 総説で取り上げなかった新反応や,詳しく述べ られていなかった反応の内容をフォローする形 で本記事を執筆したことでもってご容赦頂きた い。 文献 1) (a) Tomashenko, O. A.; Grushin, V. V. Chem. Rev. 2011, 111, 4475. (b) Jin, Z.; Hammond, G. B.; Xu, B. Aldrichimica Acta 2012, 45, 67. (c) Liang, T.; Neumann, C.; Ritter, T. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8214. 2) Ruppert, I.; Schlich, K.; Volbach, W. Tetrahedron Lett. 1984, 25, 2195. 3) (a) Prakash, G. K. S.; Krishnamurti, R.; Olah, G. A. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 393. (b) Prakash, G. K. S.; Yudin, A. K. Chem. 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