| Project/Area Number |
22KJ2674
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| Project/Area Number (Other) |
21J21546 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
杉山 靖和 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | アミド / ラクタム / アゾメチンイリド / イリジウム / 全合成 / アルカロイド / フォトレドックス反応 / インドール / 1,3-双極子 / アスピドスペルマ |
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| Outline of Research at the Start |
窒素原子は、市販されている低分子医薬品の大半に含まれており、生物活性の発現に重要な役割を果たしている。特に、多感性の含窒素化合物は、体内に存在する標的分子と多点相互作用できるため、医薬品のリード化合物として長年注目されてきた。例として、アスピドスペルマーアスピドスペルマ型の二量体天然物は、抗腫瘍活性や抗マラリア活性、抗結核活性など優れた生物活性を有している。しかし、その構造の複雑さ故に、化学合成が困難であり、医薬品として用いられることはほとんどなかった。本研究では、「超短工程化アミド戦略」に基づき、アスピドスペルマーアスピドスペルマ型の二量体天然物の全合成に取り組む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、「複雑な分子構造を有するアルカロイドの迅速な全合成」という有機合成化学および創薬化学の上で重要な課題のもと、「超短工程化アミド戦略」という方法論の開発に取り組むものである。本年度は、１．「超短工程化アミド戦略」を基盤としたエブルナン類の短工程合成、および２．二量体天然物の全合成に向けた、アスピドスペルマ類の単量体の網羅的全合成に取り組んだ。
課題１：「超短工程化アミド戦略」を基盤としたエブルナン類の短工程合成
エブルナン類は、抗腫瘍活性を有する二量体天然物の構造中に見られる。本課題では、「超短工程化アミド戦略」のもと、アミド基を還元的にエナミンへと変換した後、ワンポット反応にてフォトレドックス反応をする手法を開発した。開発した本手法を用いると、エブルナン類の一つであるエブルナモニンを４工程にてラセミ体での全合成を達成した。
課題２：アスピドスペルマ類の単量体の網羅的全合成
はじめに、前年度に合成を達成していた、アスピドスペルマ類の共通中間体である、三環性ケトンの合成経路の最適化に取り組んだ。具体的には、１．本合成の鍵反応である、「アミド［３＋２］環化付加法」の、収率およびジアステレオ選択性の改善、および２．合成経路の短工程化に取り組んだ。一つ目の項目に関しては、反応温度および添加剤を検討した結果、収率およびジアステレオ選択性の向上に成功した。二つ目の項目に関しては、合成経路で用いる反応のワンポット反応化に取り組み、共通中間体を８工程にて、高い光学純度で不斉合成することに成功した。また、共通中間体の総収率の向上も達成した。得られた共通中間体より、単量体天然物の網羅的全合成に取り組み、五種類の単量体の全合成を１０から１４工程にて達成した。最後に、合成した単量体天然物より、二量体天然物の合成に取り組んだ。現在、ごく低収率ではあるものの、二量化反応の進行を確認している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は、アスピドスペルマーアスピドスペルマ型の二量体インドールアルカロイドの全合成に向け、アスピドスペルマ類の単量体天然物の網羅的全合成に取り組む計画であった。具体的には、１．本合成の鍵反応である、「アミド［３＋２］環化付加法」の、収率およびジアステレオ選択性の改善、２．合成経路の短工程化、および３.単量体天然物の網羅的全合成の3つに取り組む計画であった。
一つ目の内容に関して、反応温度および添加剤を検討した結果、収率およびジアステレオ選択性の向上に成功した。二つ目の内容に関しては、合成経路で用いる反応のワンポット反応化に取り組み、高い光学純度の共通中間体を、８工程にて合成することに成功し、総収率を向上させることにも成功した。三つ目の内容に関しては、合成した共通中間体より、様々な置換基を有するフェニルヒドラジンとのフィッシャーインドール合成反応を用い、五種類の単量体天然物の全合成を最長工程数１０から１４工程にて達成した。
また、当初の研究計画になかった研究成果として、「超短工程化アミド戦略」を基盤としたエブルナン型アルカロイドの短工程合成にも成功した。本内容では、「超短工程化アミド戦略」のもと、アミド基を還元的にエナミンへと変換した後、ワンポット反応にてフォトレドックス反応をする手法を開発した。この手法を用いることで、エブルナン類の一つであるエブルナモニンを４工程にて全合成することに成功した。
以上に挙げた研究結果より、本研究課題は当初の計画以上に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までに、アスピドスペルマ型インドールアルカロイド単量体の網羅的全合成を達成した。今後は、合成した単量体天然物を用い、アスピドスペルマ－アスピドスペルマ型の二量体天然物の全合成に取り組む。
また、本年度は、アミド基を還元的にエナミンへと変換した後、ワンポット反応にてフォトレドックス反応をする手法を新たに開発し、エブルナン型インドールアルカロイドの全合成を達成した。今後は、合成したエブルナン型インドールアルカロイドとアスピドスペルマ型インドールアルカロイドのカップリング反応を検討し、エブルナン―アスピドスペルマ型インドールアルカロイド二量体天然物の全合成にも取り組む。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
