芳香族環上のフッ素原子を炭素・ヘテロ元素置換基に効率的に交換する触媒反応を開発～医薬品の新しい合成手法として期待～

令和６年１１月８日

東北大学
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

芳香族環上のフッ素原子を炭素・ヘテロ元素置換基に
効率的に交換する触媒反応を開発

～医薬品の新しい合成手法として期待～

ポスト

ポイント

• 芳香族化合物のフッ素原子をさまざまな置換基に変換する芳香族求核置換反応において、効率的な触媒反応の開発に成功しました。
• 本反応は従来捉えられてきた段階的な反応機構とは異なり、一段階の協奏的な反応形式で進行することを見いだしました。
• 本成果によって、医薬品候補化合物や機能性材料の新規合成戦略を提供するとともに、それらのライブラリー構築にもつながると期待されます。

芳香族求核置換（Ｓ_ＮＡｒ）反応は最も歴史ある有機化学反応の１つで、１８７０年代から研究が行われてきました。この反応機構は“求核剤の付加”と“ハロゲノ基の脱離”という２つの段階的な過程で構成されることが長らく有機化学の常識とされてきました。一方で近年、付加と脱離が一段階で進行する協奏的な芳香族求核置換（ＣＳ_ＮＡｒ）反応が理論化学および実験化学で示されました。この形式の反応は、従来のＳ_ＮＡｒ反応での限られた基質適応範囲を大きく拡大すると期待されますが、これまで散発的に見つかっている程度であり、多様な出発物質に対して有効な反応系は見いだされていませんでした。

東北大学 大学院薬学研究科の重野 真徳 准教授、林 和寿 大学院生(研究当時)、笹本 大空 助教、および根東 義則 教授(現 名誉教授)らの研究グループは、岩手大学 理工学部 化学・生命理工学科の是永 敏伸 教授と共同で、多様なフルオロアレーンの置換反応が行える触媒的なＣＳ_ＮＡｒ反応を開発しました。本成果は、新規有機合成戦略の開拓や生物活性物質のライブラリー構築にもつながると期待されます。

本成果は２０２４年１１月８日付で、アメリカ化学会発行の学術誌「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ」に掲載されます。

本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業 さきがけ（ＪＰＭＪＰＲ２２Ｎ７）、株式会社ダイセル、武田科学振興財団、日本医療研究開発機構（ＡＭＥＤ）（ＪＰ２３ａｍａ１２１０４０）、日本学術振興会（ＪＳＰＳ） 科研費（１９Ｈ０３３４６、２３Ｋ１９４１９）の支援を受けて行われました。

＜プレスリリース資料＞

• 本文 ＰＤＦ（５１３ＫＢ）

＜論文タイトル＞

“Catalytic concerted S_NAr reactions of fluoroarenes by an organic superbase”

ＤＯＩ：10.1021/jacs.4c09042

＜お問い合わせ先＞

• ＜研究に関すること＞

  重野 真徳（シゲノ マサノリ）

  東北大学 大学院薬学研究科 准教授
  Tel：022-795-5917
  E-mail：masanori.shigeno.e5tohoku.ac.jp

• ＜ＪＳＴ事業に関すること＞

  安藤 裕輔（アンドウ ユウスケ）

  科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
  〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
  Tel：03-3512-3526 Fax：03-3222-2066
  E-mail：prestojst.go.jp

• ＜報道担当＞

  東北大学 大学院薬学研究科 総務係

  Tel：022-795-6801
  E-mail：ph-somgrp.tohoku.ac.jp

  科学技術振興機構 広報課

  〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３
  Tel：03-5214-8404 Fax：03-5214-8432
  E-mail：jstkohojst.go.jp

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