2020 Fiscal Year Research-status Report
環状有機カチオンへの求核付加における立体化学逆転現象の機構解明と不斉合成への応用
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19K05478
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
菅 誠治 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (50291430)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | カチオンプール法 / イミニウムイオン / 立体化学 / 求核剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヘテロ原子を有する環状化合物の立体選択的な合成法の進化と発展は生命科学や医薬品開発において非常に重要である。なかでも、ヘテロ原子のα位炭素カチオンを鍵中間体とする反応は最も汎用される分子変換法である。申請者らはこれまでに、自らが開発した「インダイレクトカチオンプール法」を用いて、ピペリジン由来（６員環）のN-アシルイミニウムイオンの立体配座をNMRではじめて直接観測することに成功するとともに、求核剤の違いにより真逆な立体化学をもつ化合物が高選択的に生成する非常に不思議な現象を見出した。本研究では、「インダイレクトカチオンプール法」の特長を生かした取り組みを通じて、この現象の機構解明に取り組んでいる。令和２年度は、ピロリジン由来（5員環）のN-アシルイミニウムイオンの立体選択性を調査したところ、ピペリジン由来のものと同様に、求核剤の違い（トリブチルアリルスタンナンとアリルマグネシウムブロミド）により真逆な立体化学をもつ化合物が高選択的に生成することがわかった。現在、N-アシルイミニウムイオンのNMRによる直接観測、N-アシルイミニウムイオンの対イオンが選択性に及ぼす効果、N-アシルイミニウムイオンと求核剤の反応の遷移状態計算等を組み合わせて、立体選択性の発現機構の調査を推進している。
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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
上記の不思議な立体化学の逆転現象については、これまでの基盤研究においても機構解明に取り組んではきたが、最終的な結論には至っていなかった。本研究では、昨年度までにイオン反応において重要な因子である対イオンが反応に大きな影響を及ぼすことがわかったが、これは、電解法を用いる手法を使ってN-アシルイミニウムイオンを発生させる本研究の利点を最大限に生かした研究であり、立体化学の逆転現象が対アニオンに大きく依存した現象であることを明確にできたことは極めて意義深い。さらに、これまでは合成の難しさから、ピペリジン由来（６員環）のN-アシルイミニウムイオンを用いた反応しか実施することができていなかったが、本年度はピロリジン由来（5員環）のN-アシルイミニウムイオンの創製にはじめて成功し、その求核剤との反応における立体選択性を調査したところ、ピペリジン由来のものと同様に、求核剤の違いにより真逆な立体化学をもつ化合物が高選択的に生成することがわかった。この現象を見出したことは、本研究の主題である立体化学の逆転現象の一般性を示すだけでなく、反応の遷移状態に関するモデルの確立を強くサポートするものであると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
立体化学の逆転現象については、これまでの研究をもとに、より詳細な実験データ、計算データを積み上げるとともに、さらに異なる有機金属反応剤を用いて、現在考えている反応機構が正しいかどうかを検証し、同時に、より汎用な合成的プロトコールの創出をめざす。
今回取り上げる環状アルカロイドのような生物活性化合物の合成では、単一の立体化学をもつ純粋な化合物をいかにシンプルかつ簡便に合成するかは、極めて非常に重要な課題である。令和３年度は、本研究では１つのアキラル化合物を出発として4種類の光学的に純粋な化合物の不斉合成を中心として研究を実施し、４つの立体異性体を一挙に純品で得る方法を提示したい。
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| Causes of Carryover |
成果発表の機会として、R2年度に国際学会での発表（海外出張）を計画したが、新型コロナウイルスの影響でweb開催や開催延期となった。そのため、R3年度への繰り越しを行った。
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[Journal Article] The fungal metabolite (+)-terrein abrogates osteoclast differentiation via suppression of the RANKL signaling pathway through NFATc12020
Author(s)
Saki Nakagawa, Kazuhiro Omori, Masaaki Nakayama, Hiroki Mandai, Satoshi Yamamoto, Hiroya Kobayashi, Hidefumi Sako, Kyosuke Sakaida, Hiroshi Yoshimura, Satoki Ishii, Soichiro Ibaragi, Kimito Hirai, Keisuke Yamashiro, Tadashi Yamamoto, Seiji Suga
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Journal Title
Int. Immunopharmacol.
Volume: 83
Pages: 106429
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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