名工大ら、PFASフリー型フッ素分子設計の骨格編集に世界初成功
発表日:2025.11.27
名古屋工業大学とスペイン・バレンシア大学の共同研究チームは、PFAS(難分解性有機フッ素化合物)に依存しない次世代フッ素官能基「超原子価硫黄フッ化物(SF₅およびSF₄)」を活用し、ベンゼン環をアゼピン環へ高効率に変換する骨格編集反応を開発した(掲載誌:Chemical Science)。背景には、医薬品や農薬などに広く利用されるフッ素化合物が環境中で分解されず、PFAS問題として国際的な規制強化が進む現状がある。従来のCF₃基は高い機能性を持つ一方で、最終的にトリフルオロ酢酸へ分解し環境残留性が問題視されてきた。研究チームは、PFASに該当しないSF₅・SF₄基に着目し、分子骨格を組み替える「骨格編集(skeletal editing)」技術に応用した。今回の手法では、SF₅置換アリールアジドにフェノール類を作用させ、青色LED照射下でベンゼン環を7員環窒素複素環(アゼピン)へ変換する反応を実現した。従来収率が約7%にとどまっていたフェノール類とのカップリング反応は、本手法で最大83%まで向上した。さらに、得られたアゼピン骨格をジフルオロ酢酸無水物(DFAA)で処理することで、PFASに該当しないCOCF₂H置換芳香族化合物へ再変換する「逆骨格編集」も可能であることを示した。本成果は、SF₅・SF₄基を有するアゼピン骨格の世界初合成例であり、医薬品・農薬・機能性材料の分子設計における環境調和型フッ素化学の基盤技術となることが期待される。研究チームは「PFAS問題を根本から解決する分子設計の方向性を示した」と述べている。