Development of the Asymmetric Cycloisomerization Reaction to Directly Provide Nitrogen-containing Spiro Cyclic Products : New Strategy for the Synthesis of Alkaloids

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05461
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: Nishikawa Keisuke 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 講師 (60708064)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森本 善樹 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (90244631) ; 土江 松美 大阪市立大学, 大学運営部, 技術職員 (90433317)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: アルカロイド / 含窒素スピロ環 / 環化異性化反応 / 不斉合成 / カエル毒 / フグ毒

Outline of Final Research Achievements

The cycloisomerization reaction originally developed in our laboratory can directly construct nitrogen-containing spirocyclic compounds from linear substrates as the starting materials. In this work, this cyclization reaction was applied to the skeleton construction of poisonous frog alkaloids, histrionicotoxins, and puffer fish toxins, tetrodotoxins. We also examined the asymmetric cycloisomerization reaction by combining mercuric triflate catalyst with various optically active urea compounds and obtained some important findings.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

含窒素スピロ環をもつ天然物の合成は国内外で報告されているが、一つの環を構築した後に数工程を経てもう一方の環を構築する多段階の場合がほとんどであり、本課題の様に直鎖分子から一挙に含窒素スピロ環を供給する戦略は少数である。今回標的としたヒストリオニコトキシン類の場合、合成例については多いものの、天然物特有の含窒素 6,6-スピロ環を直鎖分子からワンポットで構築する戦略は本課題が世界初であり、実用的な合成ツールとして大いに利用でき、合成分野において革新的な提案になる。また含窒素スピロ環天然物には強力な生物活性、特に癌細胞に対する増殖阻害活性をもつ分子が多く、医薬品のシード分子探索にも貢献できる。