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Development for the New Method for Divergent Total Synthesis of Highly Oxygenated Natural Products with Steroidal Tetracycles

Research Project

Project/Area Number 21K14622
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Hagiwara Koichi  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特任助教 (20804371)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords有機化学 / 天然物合成化学 / ステロイド / カップリング反応 / ラジカル反応
Outline of Research at the Start

本研究は、強力かつ多様な生物活性を示す、ステロイド型骨格を有する高酸化度天然物の、同一戦略に基づく網羅的合成手法の確立を目的とする。種々のAB環ユニットとD環ユニットの遷移金属を用いた分子間カップリング反応とラジカル反応を用いたC環構築により、カルデノリドやブファジエノリドを含む様々な縮環様式のステロイド化合物の合成を行う。また、ステロイド様天然物であるトウセンダニンの全合成を行い、本手法の汎用性を立証する。本研究は、従来合成困難であった天然・人工ステロイドの合成を可能にし、構造活性相関研究の深淵化や新規機能分子創製および機能性分子の構造簡略化へと研究展開可能な重要な基礎研究である。

Outline of Final Research Achievements

This research aimed to establish a new method for divergent total synthesis of highly oxygenated natural products with steroidal tetracycles, which show potent and diverse bioactivities. This time, I established a new strategy in which a convergent coupling of highly oxygenated AB-ring and D-ring followed by the C-ring construction by a radical or an anionic reaction was utilized to construct the steroidal tetracycles in efficient manner. By using this strategy, I synthesized the key intermediate for the synthesis of cardenolides and bufadienolides, and also achieved the efficient total synthesis of a complex steroidal alkaloid, batrachotoxin (22 steps).
In future, I will apply this strategy to the synthesis of various highly oxygenated steroidal natural products.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、強力かつ多様な生物活性を有するステロイド様化合物が有する4環性骨格の新規効率的構築法を開発した。本手法を用いて、複雑天然物であるバトラコトキシンの全合成を達成した。本手法を応用し、使用するフラグメントの酸化度を変更することで、様々な酸化度のステロイド様天然物の全合成へと展開可能であり、ステロイド様化合物を基盤とした創薬研究の発展も期待できる。従って、有機合成化学・創薬化学の観点から重要な研究成果が得られたと言える。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Asymmetric synthesis of evoninic acid2022

    • Author(s)
      Nagai Toshiya、Wang Yinghua、Hagiwara Koichi、Inoue Masayuki
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 97 Pages: 153747-153747

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2022.153747

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Total Synthesis of Puberuline C2022

    • Author(s)
      Shimakawa Tsukasa、Nakamura Shu、Asai Hibiki、Hagiwara Koichi、Inoue Masayuki
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 145 Issue: 1 Pages: 600-609

    • DOI

      10.1021/jacs.2c11259

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction of Pentacyclic Limonoid Skeletons via Radical Cascade Reactions2021

    • Author(s)
      Hiroyuki Mutoh, Shu Nakamura, Koichi Hagiwara, Masayuki Inoue
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 86 Issue: 9 Pages: 6869-6878

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c00212

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Total Synthesis of Euonymine and Euonyminol Octaacetate2021

    • Author(s)
      Wang Yinghua、Nagai Toshiya、Watanabe Itsuki、Hagiwara Koichi、Inoue Masayuki
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 143 Issue: 49 Pages: 21037-21047

    • DOI

      10.1021/jacs.1c11038

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ラジカル反応を用いたカルデノリド・ブファジエノリド骨格構築法の開発2023

    • Author(s)
      重松航、萩原浩一、井上将行
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] バトラコトキシンの全合成研究2022

    • Author(s)
      渡邉祐基、萩原浩一、井上将行
    • Organizer
      第20回次世代を担う有機化学シンポジウム
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] オイオニミンおよびオイオニミノールオクタアセテートの全合成2022

    • Author(s)
      永井利也、王瀛華、渡辺樹、萩原浩一、井上将行
    • Organizer
      第64回天然有機化合物討論会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] バトラコトキシン四環性骨格の効率的合成法の開発2022

    • Author(s)
      両角久寛、渡邉祐基、萩原浩一、井上将行
    • Organizer
      第66回薬学会関東支部大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ラジカル反応を用いたカルデノリド・ブファジエノリド骨格構築法の開発2022

    • Author(s)
      重松航、萩原浩一、井上将行
    • Organizer
      第83回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] プベルリンCの全合成研究2022

    • Author(s)
      島川典、中村柊、浅井響、萩原浩一、井上将行
    • Organizer
      日本薬学会 第142年会
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  • [Presentation] プベルリンCのAE環部の不斉合成2022

    • Author(s)
      浅井響、島川典、中村柊、萩原浩一、井上将行
    • Organizer
      日本薬学会 第142年会
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  • [Presentation] (-)-オイオニミンの全合成2022

    • Author(s)
      永井利也、萩原浩一、井上将行
    • Organizer
      日本薬学会 第142年会
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  • [Presentation] バトラコトキシンの全合成研究2022

    • Author(s)
      渡邉祐基、萩原浩一、井上将行
    • Organizer
      日本薬学会 第142年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] プベルリンCの全合成研究2021

    • Author(s)
      中村柊、島川典、浅井響、萩原浩一、井上将行
    • Organizer
      第118回有機合成シンポジウム
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] バトラコトキシンの全合成研究2021

    • Author(s)
      渡邉祐基、萩原浩一、井上将行
    • Organizer
      第119回有機合成シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Synthetic Study of Puberuline C2021

    • Author(s)
      Tsukasa Shimakawa, Shu Nakamuwa, Koichi Hagiwara, Masayuki Inoue
    • Organizer
      Pacifichem2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthetic Study of Highly Oxygenated Dihydro-β-Agarofuran Sesquiterpenoids2021

    • Author(s)
      Toshiya Nagai, Yinghua Wang, Itsuki Watanabe, Koichi Hagiwara, Masayuki Inoue
    • Organizer
      Pacifichem2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-01-30  

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