Development of Innovative Photoreactions by MI Implementation: Presentation and Realization of an Unexplored Retro Synthetic Strategy for Highly Oxidized Natural Products
Publicly Offered Research
| Project Area | Digitalization-driven Transformative Organic Synthesis (Digi-TOS) |
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| Project/Area Number |
22H05341
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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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 | Hokkaido University (2023)
The University of Tokyo (2022) |
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Principal Investigator |
長友 優典 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (70634161)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 全合成 / タキソール / マテリアルズインフォマティクス / 二酸化チタン / テルペノイド / 天然有機化合物 / 光反応 / ラジカル反応 / マテリアルズ・インフォマティクス |
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| Outline of Research at the Start |
１．MIを活用した光脱炭酸型C(sp3)-C(sp3)/C(sp2)カップリング反応の実現; 可視光照射/TiO2条件下、カルボン酸からの脱炭酸を経て生じるアルコキシラジカルの二量化および分子間付加反応を、MIの実装により進化(深化)させる。さらにTiO2/Ni触媒協働型クロスカップリング反応の実現を目指す。
２．1工程の付加価値を最大化した高酸化度天然物の未踏逆合成経路の提示と実現; チジラノールチグレートに代表される高酸化度チグリアンジテルペン類を、現存のAI逆合成解析ツールでは提示しえない合成経路で収束的かつ網羅的に不斉全合成し、有機合成のデータベースに革新的な逆合成戦略を提示する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、マテリアルズ・インフォマティクス(MI)を活用した光脱炭酸型C(sp3)-C(sp3)/C(sp2)カップリング反応の実現に挑戦した。
可視光照射/TiO2条件下、カルボン酸からの脱炭酸を経て生じるアルコキシラジカルの二量化および分子間付加反応を、MIの実装により進化(深化)させ、さらにTiO2/Ni触媒協働型クロスカップリング反応の実現を目指した。
前年度は、可視光照射/白金担持TiO2条件下、カルボン酸からの脱炭酸を経て生じるアルコキシラジカルの分子間付加反応を活用して、抗がん剤タキソールの不斉全合成を総34工程で達成した。本年度はそれをさらに洗練し、進化させ、タキソールの全合成を総28工程で達成した。本成果は著名な国際学術誌Journal of the American Chemical Societyにて発表した。本合成経路は既存のAI逆合成解析ツールでは提示しえない合成経路であり、当初の目標通り、有機合成の世界(データベース:DB)に革新的な逆合成戦略を提示できた。
本合成で確立した、フラグメント設計の原理と強力なラジカルカップリング反応の実施は、多様な高濃度酸素化テルペノイドの合成を計画し実行するための貴重な情報を提供する。多数の酸素官能基で修飾された複雑な構造の中間体にも適用な本合成戦略は、タキソールをはじめとした多くの複雑天然物の合成へと応用可能であり、本成果によりラジカル反応を基盤とした複雑天然物の収束的合成戦略の有用性を示し、創薬における有機合成化学の進化を加速することが期待される。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(42 results)
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[Book] 化学2023
Author(s)
長友優典, 今村祐亮, 井上将行
Total Pages
80
Publisher
化学同人
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