2016 Fiscal Year Research-status Report
有機ホウ素触媒による官能基および位置選択的分子変換
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16K18850
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
嶋田 修之 北里大学, 薬学部, 助教 (00455601)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ボロン酸 / 触媒 / ヒドロキシ基 / カルボン酸 / 活性化 / 糖鎖合成 / 脱水縮合 / ペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
効率的な物質供給の観点から、高収率と高立体選択性の獲得のみならず、官能基選択性(化学選択性)や位置選択性を精密に制御した触媒的分子変換法が強く求められる。本研究は、ペプチドや糖鎖などの生体分子の効率的合成を志向し、ホウ素元素の特性を活用する触媒的活性化機構に基づいた官能基および位置選択的分子変換法の開発を目的とする。具体的には、①カルボン酸の活性化を機軸とするヒドロキシカルボン酸の位置選択的アミド反応ならびにペプチド結合形成反応の開発、②ヒドロキシ基の活性化を機軸とした無保護糖受容体基質の位置選択的官能基化ならびにグリコシル化反応の開発を目指す。
官能基選択的分子変換法の開発を目指し、同一分子内に二つのホウ素原子を組み込んだボロン酸誘導体を用いて、カルボン酸の脱水縮合反応について検討を行ったところ、ジボロン酸無水物がα-ヒドロキシカルボン酸の直接的アミド化反応における触媒として機能することを見出した。これまでに、第２級α-ヒドロキアミドの他、第３級α-ヒドロキアミドの構築にも有効であることが明らかとなった。さらに、前例の少ない、β-ヒドロキシカルボン酸も基質とした触媒的アミド化反応にも応用可能であるという知見が得られた。また、位置選択的分子変換法の開発を目指し、同一分子内にルイス塩基性官能基を組み込んだボロン酸誘導体を用いて、無保護糖受容体基質の官能基化反応について検討を行ったところ、イミダゾール含有芳香族ボロン酸が位置選択的アシル化反応における高活性な触媒として機能することを見出した。触媒構造のチューニングならびに反応条件の精査を行い、現在までに触媒量を最高0.2 mol%まで低減可能であることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の目的である「官能基選択的分子変換法の開発」と「位置選択的分子変換の開発」において、いずれも触媒反応開発の要となる基本触媒骨格を見出すことができたので、研究は順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は計画通りに推移していることから、平成２９年度も引き続き、研究実施計画に従い、研究を実施する。カルボン酸の活性化を機軸とするヒドロキシカルボン酸の官能基選択的脱水縮合反応の開発研究ついては、これまでに得られた予備的知見を踏まえ、触媒構造の修飾を行うことでさらなる高活性アミド化触媒の創出を計画している。また、本触媒反応を利用した医薬品合成への応用についても検討を進める。ヒドロキシ基の活性化を機軸とする糖質の位置選択的官能基化反応の開発研究については、引き続き基質適用系拡張を目指し検討を行う。また、本触媒反応を鍵工程とした天然物合成の短工程全合成を計画している。具体的には、ビサポロールグリコシド天然物群の網羅的全合成を実施する。これと並行して、糖質の位置選択的グリコシル化反応についても検討を進める。
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