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. Rev. 1997, 97, 757. 4) Kawai, H.; Kusuda, A.; Nakamura, S.; Shiro, M.; Shibata, N. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 6324. 5) (a) Urata, H.; Fuchikami, T. Tetrahedron Lett. 1991, 32, 91. (b) Oishi, M.; Kondo, H.; Amii, H. Chem. Commun. 2009, 1909. (c) Cho, E. J.; Senecal, T. D.; Kinzel, T.; Zhang, Y.; Watson, D. A.; Buchwald, S. L. Science 2010, 328, 1679. 6) (a) Wang, F.; Luo, T.; Hu, J.; Wang, Y.; Krishnan, H. S.; 5 Fluorous Topics vol. 1 no. 1 pp. 4-6, 2014 Jog, P. V.; Ganesh, S. K.; Prakash, G. K. S.; Olah, G. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 7153. (b) Prakash, G. K. S.; Krishnamoorthy, S.; Ganesh, S. K.; Kulkarni, A.; Haiges, R.; Olah, G. A. Org. Lett. 2014, 16, 54. 7) (a) Brahms, D. L. S.; Dailey, W. P. Chem. Rev. 1996, 96, 1585. (b) Oshiro, K.; Morimoto, Y.; Amii, H. Synthesis 2010, 2080 and references therein. 8) Hu, M.; He, Z.; Gao, B.; Li, Li.; Ni, C.; Hu, J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17302. 9) Hashimoto, R.; Iida, T.; Aikawa, K.; Ito, S.; Mikami, K. Chem. Eur. J. 2014, 20, 2750. 10) Liu, X.; Xu, C.; Wang, M.; Liu, Q. Chem. Rev. 114, in press (doi: 10.1021/cr400473a). 6