| Project Area | Deuterium Science |
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| Project/Area Number |
20H05738
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Osaka University (2021-2022)
Gifu Pharmaceutical University (2020) |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江坂 幸宏 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (70244530)
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| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥28,990,000 (Direct Cost: ¥22,300,000、Indirect Cost: ¥6,690,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2020: ¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
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| Keywords | 重水素 / 重医薬品 / 重水素化反応 / 生細胞イメージング / 医薬品 / 生体関連物質 / 不均一系触媒 / 新規触媒的合成 / 機能性評価 / 重水素標識化 / 有機触媒 / 重水 |
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| Outline of Research at the Start |
重水素(D)は水素(H)の放射性のない安定同位体として認識されているが、有機化合物のC-H結合をC-D結合に置換した化合物の物性は明らかに異なる。一方、機器分析性能は急速に向上しており、重水素置換化合物は親化合物（未置換体）との類似性を利用したトレーサーとして有用視される。この相反する価値観を理解し制御することで新たな学術的な変革を起こすことができる。本研究では、未踏分野である生体関連物質（脂質・脂肪酸・医薬品・合成前駆体など）の重水素置換体合成法を確立し、成績体の種々活性評価（同位体効果）を実施する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Carbon-deuterium bonds are more stable than carbon-hydrogen bonds. Therefore, the introduction of deuterium into the reaction (metabolic) site is important for the improvement of the functionalities of drugs and so on. In this project, the direct deuteration methods for organic molecules, which was previously considered difficult to achieve, were developed using platinum group catalysts, base catalysts and photocatalyst. The evaluation of physical properties of deuterated drugs have revealed that water solubility and metabolic stability are improved by deuteration. The deuterated drug was also successfully used for live cell Raman imaging. Additionally, the efficient deuterations of quaternary ammonium salts, sulphur-containing compounds (such as methionine and biotin) and PEG were also developed.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近年、多様な分野で重水素化体の利用性が注目されている。例えば、医薬品の代謝部位C-H結合を安定なC-D結合に置換することで、代謝遅延による生物活性の向上や副反応の抑制へと繋がる。また、C-Dの特徴的な物性を利用することで、蛍光や放射性タグを用いる事なく、生細胞イメージングが可能となる。しかし、これら対象となる重水素化体を合成する手法は限定的である。今回、我々は重水素化の今後の発展に寄与できる多様な分子の重水素化法を達成した。これら手法は、今後望まれる重水素化分子の提供を可能とし、多様な科学分野の発展に貢献できる。
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