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C-Hホウ素化によるアミノ酸アシルボランの一般的合成方法の開発と生体分子への応用

Research Project

Project/Area Number 16J01384
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

田口 純平  北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsペプチド / 銅 / ホウ素 / アシルボロン / ライゲーション / クリック反応 / アミノ酸 / 酸化 / 有機ホウ素化合物 / 化学ライゲーション / オゾン酸化 / アシルホウ素化合物 / 生体共役反応 / ボロン酸MIDAエステル
Outline of Annual Research Achievements

KATライゲーションは2012年にETHのBode教授らが開発したアミド結合形成反応であり、Bioconjugationへの応用に適した性質を備えている。本研究の最終目標は、未だ合成例のないアシルホウ素構造を有するペプチド (ペプチドアシルボロン) の合成を達成し, KATライゲーションによるペプチド同士の連結を達成することにある。昨年度は銅触媒を用いたアルデヒドのホウ素化と続く酸化によってKATが効率的に得られることを見出した。また、ペプチドアシルボロンの合成方法として、N末端側にヒドロキシルアミン構造を有するアシルボロン1の合成を達成した。
本年度は本手法の基質適用範囲の拡大に取り組んだ。本手法は様々な官能基を有する芳香族KAT, 脂肪族KATの合成に適用可能であることが確認された。続いて、本手法を本研究で最も重要なターゲット分子であるアミノ酸型アシルボロンの合成へ適用した。原料であるアルデヒドは天然に豊富に存在するα-アミノ酸から1段階で合成可能である。得られたアルデヒドのホウ素化と続く酸化はいずれも中程度から高収率で進行し、目的のα-アミノ酸アシルボロンを与えた。グリシン誘導体だけでなく、フェニルアラニン誘導体、ロイシン誘導体、バリン誘導体についても光学純度を損なうことなく合成ができる。アミノ酸から誘導できる本手法はあらゆるアミノ酸型アシルボロンを網羅的に合成できる優れた手法である。本成果はAngewandte Chemie Int. Ed.に掲載された。
続いて、アシルボロン1の窒素, カルボニル部分の保護、酸素上の保護基の脱保護を行い、ケト酸との反応によるN末端におけるアミド結合形成反応を達成した。現在はアシルボロン1を共同研究先に送り、ペプチド鎖への導入が検討され、初のペプチドアシルボロンの合成が達成された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Concise Synthesis of Potassium Acyltrifluoroborates from Aldehydes through Copper(I)-Catalyzed Borylation/Oxidation2019

    • Author(s)
      Taguchi Jumpei、Takeuchi Takumi、Takahashi Rina、Masero Fabio、Ito Hajime
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 58 Issue: 22 Pages: 7299-7303

    • DOI

      10.1002/anie.201901748

    • NAID

      120006846276

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Acylborons by Ozonolysis of Alkenylboronates: Preparation of an Enantioenriched Amino Acid Acylboronate2017

    • Author(s)
      Taguchi Jumpei、Ikeda Toshiki、Takahashi Rina、Sasaki Ikuo、Ogasawara Yasushi、Dairi Tohru、Kato Naoya、Yamamoto Yasunori、Bode Jeffrey W.、Ito Hajime
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 56 Issue: 44 Pages: 13847-13851

    • DOI

      10.1002/anie.201707933

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Oxidative Synthesis of α-Amino Acylborons and their Application to Peptide Ligation2018

    • Author(s)
      Jumpei Taguchi, Takumi Takeuchi, Rina Takahashi, Jeffrey W. Bode, Hajime Ito
    • Organizer
      The 8th Junior International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia (Junior ICCEOCA-8)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Concise synthesis of acylboronates by ozonolysis and their application to oligopeptide synthesis2018

    • Author(s)
      Taguchi, J.; Ikeda, T.; Rina, Takahashi, Sasaki, I.; Bode, J. W.; Ito, H.
    • Organizer
      256th ACS National Meeting and Exposition
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] オゾン酸化によるアシルホウ素化合物の簡便な合成およびオリゴペプチド合成への応用2018

    • Author(s)
      田口純平・池田俊希・高橋里奈・佐々木郁雄・Bode W. Jeffrey・伊藤 肇
    • Organizer
      第 113 回有機合成シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] オゾン酸化によるアシルボロン酸 MIDA エステルの合成2018

    • Author(s)
      田口純平・池田俊希・高橋里奈・佐々木郁雄・Jeffrey W. Bode・伊藤 肇
    • Organizer
      第30回 万有札幌シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Concise Synthesis of Acylboronates by Ozonolysis of Alkenylboronates2017

    • Author(s)
      Taguchi, J.; Ikeda, T.; Sasaki, I.; Bode, J. W.; Ito, H.
    • Organizer
      16th International Meeting on Boron Chemistry (IMEBORON XVI)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] オゾン酸化によるアシルボロンの合成とそのオリゴペプチド合成への応用2017

    • Author(s)
      田口 純平・池田 俊希・高橋 里奈・佐々木 郁雄・Bode W. Jeffrey・伊藤 肇
    • Organizer
      第44回有機典型元素化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] オゾン酸化によるアミノ酸型アシルホウ素化合物の合成とそのオリゴペプチド合成への応用2017

    • Author(s)
      田口純平, 池田俊希, 高橋里奈, 佐々木郁雄, Bode W. Jeffrey, 伊藤 肇
    • Organizer
      日本化学会 第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学 日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] イリジウム触媒を用いたα,β-不飽和カルボニル化合物のビニルC-H結合ホウ素化反応2016

    • Author(s)
      田口純平, 佐々木郁雄, 土井 花, Bode W. Jeffrey, 伊藤 肇, 石山竜生
    • Organizer
      第49回 有機金属若手の会 夏の学校
    • Place of Presentation
      東海大学嬬恋高原研修センター(群馬県吾妻郡)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 高分子量ペプチド合成に必要な アミノ酸型アシルボロン反応剤の開発に初めて成功

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/171020_pr2.pdf

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] アミノ酸型アシルボランおよびその製造方法2018

    • Inventor(s)
      伊藤肇、田口純平、池田俊希
    • Industrial Property Rights Holder
      伊藤肇、田口純平、池田俊希
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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