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Diastereoselective Desymmetric 1,2-cis-Glycosylation and Its Application to the Synthesis of Useful Glycosides

Research Project

Project/Area Number 19H02724
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

Takahashi Daisuke  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00509929)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords非対称化 / グリコシル化反応 / 有用糖質合成 / 立体選択性 / 位置選択性 / ホウ素触媒 / メソジオール / 1,2-シスグリコシド / 立体選択的 / 位置選択的 / ボロン酸 / 配糖体天然物 / 有用糖質 / ホウ素化合物
Outline of Research at the Start

医薬品を含む有用な生物活性糖質の中には、アキラルなメソジオールに配糖化されたキラル化合物が多数存在しており、これら化合物の効率的合成法の開発が求められている。そこで本研究では、ボロン酸触媒を用いたメソジオールの非対称化型グリコシル化反応の開発を目的として行う。本手法が確立できれば、メソジオールに対するグリコシル化反応で生成し得る4つの異性体の中から、望みの1つの配糖体を短工程で合成可能となり、従来法と比べて、工程数の削減と収率の大幅な向上が期待できる。さらに、本手法を用いて、臨床で使用されている抗生物質を含む種々の生物活性糖質の効率的な全合成を達成し、本手法の有用性を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to develop a novel and highly diastereoselective desymmetric 1,2-cis-stereoselective glycosylation of meso-diols using a boronic acid catalyst based on predictions of regioselectivity and to apply the reaction to the synthesis of useful carbohydrates. As a result, we succeeded in developing a highly diastereoselective desymmetric 1,2-cis-stereoselective glycosylation of a myo-inositol derivative and a 1,2-anhydrosugar using a boronic acid catalyst. It was also demonstrated that this method is applicable to acyclic meso-diols. Furthermore, the synthesis of some core structures of useful carbohydrates including LL-BM782s using this reaction was achieved. Moreover, a synthetic study toward the total synthesis of the antibiotic kanamycin A was conducted, which provided a good guideline for the future.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したメソジオールの非対称化型1,2-cis-立体選択的グリコシル化反応を利用することで、生成し得る4つのジアステレオマーの中から、望みの1つの配糖体を効率的に合成可能となった。すなわち、従来のキラル保護基の保護・脱保護工程を経ることなく、メソジオールに対して最高100%の転換率でキラルな配糖体を1工程で供給可能となり、工程数の削減と収率の大幅な向上に成功した。そのため本手法は、有用糖質合成への応用が期待でき、糖質が関与する生命現象の解明や糖鎖医薬の創製に大きく貢献すると期待される、以上の点から、本研究の成果は、今後の学術面のみならず社会における貢献度も大きいと言える。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (84 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (21 results) (of which Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 2 results) Presentation (60 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 13 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Boron-mediated aglycon delivery (BMAD) for the stereoselective synthesis of 1,2-cis glycosides2022

    • Author(s)
      Takahashi Daisuke、Toshima Kazunobu
    • Journal Title

      Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry

      Volume: 82 Pages: 79-105

    • DOI

      10.1016/bs.accb.2022.10.003

    • ISBN
      9780323985970
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    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 28 Issue: 55

    • DOI

      10.1002/chem.202201733

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      Volume: 95 Issue: 7 Pages: 1075-1082

    • DOI

      10.1246/bcsj.20220076

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      Takahashi Daisuke、Inaba Kazuki、Toshima Kazunobu
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    • DOI

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      Kondo Takanori, Yasui Chihiro, Banno Taisuke, Asakura Kouichi, Fukuoka Tokuma, Ushimaru Kazunori, Koga Maito, Minamikawa Hiroyuki, Saika Azusa, Morita Tomotake, Takahashi Daisuke, Toshima Kazunobu
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      Volume: 26 Issue: 2

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      Volume: 78 Issue: 3 Pages: 221-231

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.78.221

    • NAID

      40022181855

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
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      2020-03-01
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      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 2431-2431

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      10.1038/s41467-020-16365-8

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      10.5650/oleoscience.20.209

    • NAID

      130007840878

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      Volume: 31 Issue: 181 Pages: SE93-SE94

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      10.4052/tigg.1944.2SE

    • NAID

      130007683608

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
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      第40回日本糖質学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 天然スフィンゴ糖脂質テルピオシドBおよび類縁体の全合成2021

    • Author(s)
      稲葉和樹, 木村公亮, 遠藤正人, 飯淵直人, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • Organizer
      GlycoTOKYO2021
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] マンノシルエリスリトールリピッド(MEL)の系統的全合成とがん細胞選択毒性2021

    • Author(s)
      安井ちひろ, 近藤孝則, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • Organizer
      GlycoTOKYO2021
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] マンノシルエリスリトールリピッドの全合成とがん細胞に対する効果2021

    • Author(s)
      安井ちひろ, 近藤孝則, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • Organizer
      日本油化学会第60回年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Boron-Mediated Aglycon Delivery and Its Application to the Synthesis of a Glycoconjugate Vaccine Candidate against Avian Pathogenic E. Coli O12021

    • Author(s)
      Takahashi Daisuke
    • Organizer
      ACS Fall 2021 National Meeting
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ヒポクレリンBを基本骨格としたH2O2応答型光感受性分子によるがん細胞選択的光細胞毒性2021

    • Author(s)
      北村貴士, 中田大貴, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第15回年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Boron-Mediated Aglycon Delivery and Its Application to the Synthesis of Glycosides2021

    • Author(s)
      Takahashi Daisuke
    • Organizer
      Carbohydrate Chemistry and Glycobiology in Asia 1
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] マンノシルエリスリトールリピッドの肌荒れ改善活性を指標とした構造-機能相関の解明2021

    • Author(s)
      近藤孝則、西信哉、森田友岳、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] O-アリールシアロシド固定化ダイヤモンド電極によるインフルエンザウイルス検出センサ―の開発2021

    • Author(s)
      小池 樹, 加藤 颯, 山本 崇史, 松原 輝彦, 栄長 泰明, 佐藤 智典, 高橋 大介, 戸嶋 一敦
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ホウ素媒介アグリコン転移反応(BMAD)を用いたα-1,3-グルカンの効率的合成2021

    • Author(s)
      冨田 隼平、高橋 大介、戸嶋 一敦
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Design, Synthesis and Biological Evaluation of H2O2-Activatable Photosensitizer based on Hypocrellin B2021

    • Author(s)
      Kitamura Takashi、Nakata Hirotaka、Takahashi Daisuke、Toshima Kazunobu
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] セラノスティクスを指向した刺激応答型光感受性分子―蛍光分子ハイブリッドの合成と機能評価2021

    • Author(s)
      城下 沙織、高橋 大介、戸嶋 一敦
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] セラノスティクスを指向した刺激応答型光感受性分子―蛍光分子ハイブリッドの合成と機能評価2021

    • Author(s)
      安永 剛、高橋 大介、戸嶋 一敦
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] マンノシルエリスリトールリピッドの肌荒れ改善活性に関する構造活性相関研究2020

    • Author(s)
      近藤孝則、西信哉、森田友岳、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本油化学会第59回年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ボロン酸触媒を用いた位置及び立体選択的β-ラムノシル化 反応の開発と病原性大腸菌O1糖鎖合成への応用2020

    • Author(s)
      西信哉、関克典、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      第117回有機合成シンポジウム
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  • [Presentation] ホウ素媒介アグリコン転位反応(BMAD)を用いたα-1,3-グルカンの合成2020

    • Author(s)
      冨田隼平、田中将道、井上道貴、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      第39回日本糖質学会年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] シアロシド固定化ダイヤモンド電極によるインフルエンザウイルスセンサーの開発2020

    • Author(s)
      小池樹、加藤颯、山本崇史、松原輝彦、栄長泰明、佐藤智典、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      第39回日本糖質学会年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 合成糖鎖-タンパク質複合体を用いた鳥類病原性大腸菌O1糖鎖エピトープの解明2020

    • Author(s)
      関克典、西信哉、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      第39回日本糖質学会年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] テルピオシドBの全合成2020

    • Author(s)
      稲葉和樹、遠藤正人、飯淵直人、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      第39回日本糖質学会年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 立体特異的β-ラムノシル化反応の開発とワクチンを志向した病原性大腸菌O1糖鎖-タンパク質複合体の合成2020

    • Author(s)
      西 信哉、関 克典、高橋 大介、戸嶋 一敦
    • Organizer
      第62回天然有機化合物討論会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ホウ素触媒を用いた新規グリコシル化反応の開発と応用2020

    • Author(s)
      高橋大介
    • Organizer
      第七回ケムステVシンポジウム「有機化学の若い力」
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      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Regioselective and 1,2-cis-Stereoselective Glycosylations Realized by Organoboron Catalyst2020

    • Author(s)
      Daisuke Takahashi
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
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      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Synthesis of Oligosaccharide derived from Pathogenic E. coli Using Boronic-Acid-Catalyzed Regio- and Stereoselective β-Rhamnosylation2020

    • Author(s)
      Nobuya Nishi、Katsunori Seki、Daisuke Takahashi、Kazunobu Toshima
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 非対称化型1,2-cis-立体選択的グリコシル化反応を用いたカナマイシンBの全合成研究2020

    • Author(s)
      佐藤公治、田中将道、小山田陸人、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 天然スフィンゴ糖脂質テルピオシドBの全合成研究2020

    • Author(s)
      稲葉和樹、飯淵直人、遠藤正人、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] フコイダン類縁体の合成とヘパラナーゼ及びヒアルロニダーゼ阻害活性2020

    • Author(s)
      菅野優子、駒場澄香、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Organoboron-Catalyzed Regio- and 1,2-cis-Stereoselective Glycosylation via SNi-Type Mechanism2019

    • Author(s)
      Daisuke Takahashi
    • Organizer
      258th ACS National Meeting
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 無保護糖質に対する位置および1,2-cis-立体選択的グリコシル化反応 ~標的糖質の短段階・高選択的合成を目指して~2019

    • Author(s)
      高橋大介
    • Organizer
      第38回日本糖質学会年会
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      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ボロン酸触媒を用いた非対称化型1,2-cis-グリコシル化反応の開発2019

    • Author(s)
      佐藤公治、田中将道、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      第77回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] マンノシルエリスリトールリピッド(MEL)類の系統的合成と構造活性相関研究2019

    • Author(s)
      西信哉、舩越桃子、梨子田淳希、伴野太祐、朝倉浩一、高橋良昭、林千草、五十嵐雅之、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      新規素材探索研究会 第18回セミナー
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] H2O2応答型光感受性分子によるがん細胞選択的光細胞毒性2019

    • Author(s)
      北村貴士、城下沙織、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第14回年会
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  • [Presentation] Organoboron-Mediated Stereospecific β-Rhamnosylation through an SNi-Type Mechanism2019

    • Author(s)
      Nobuya Nishi、Kazuhiro Sueoka、Daisuke Takahashi、Kazunobu Toshima
    • Organizer
      7th National Tsing Hua University/Keio University Bilateral Symposium of Advanced Chemistry
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ボロン酸触媒を用いたメソジオールに対する非対称化型立体選択的グリコシル化反応の開発2019

    • Author(s)
      田中将道、佐藤公治、吉田亮毅、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      第38回日本糖質学会年会
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  • [Presentation] マンノシルエリスリトールリピッド及びその類縁体の効率的全合成と抗菌活性2019

    • Author(s)
      西信哉、宮嶋壱京、梨子田淳希、高橋良昭、林千草、澁谷優子、五十嵐雅之、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本油化学会第58回年会
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  • [Presentation] Terpioside Bの全合成研究2019

    • Author(s)
      稲葉和樹、飯淵直人、遠藤正人、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      GlycoTOKYO 2019シンポジウム
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  • [Presentation] Diastereoselective Desymmetric 1,2-cis-Glycosylation of meso-Diols Using a Boronic Acid Catalyst2019

    • Author(s)
      Daisuke Takahashi、Masamichi Tanaka、Koji Sato、Kazunobu Toshima
    • Organizer
      The 15th Yonsei CBMH-Keio LCC Joint Symposium
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Regio- and Stereoselective β-Rhamnosylation Using a Boronic Acid Catalyst and Its Application to the Synthesis of an Oligosaccharide Derived from E. coli2019

    • Author(s)
      Nobuya Nishi、Katsunori Seki、Daisuke Takahashi、Kazunobu Toshima
    • Organizer
      11th ACGG (Asian Community of Glycoscience and Glycotechnology) Conference
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    • Int'l Joint Research
  • [Book] 1,2-cis O-Glycosylation methods In Comprehensive Glycoscience 2nd edition, J. J. Barchi (Ed.), Vol. 2, 365-412.2021

    • Author(s)
      Takahashi Daisuke, Toshima Kazunobu
    • Total Pages
      48
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      9780128194751
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  • [Remarks] 分子生命化学研究室

    • URL

      https://www.applc.keio.ac.jp/~toshima/takahashi.html

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  • [Remarks] 等価な水酸基を見分けて選択的に糖を付与する新技術 -抗生物質の合成を簡便に、創薬研究に貢献-

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2020/5/18/28-69846/

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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