2020 Fiscal Year Research-status Report
高性能二核ホウ素触媒の創出を基盤とするペプチド化学合成法の開発
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19K07000
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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, 講師 (00455601)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ジボロン酸無水物 / ペプチド / β-ヒドロキシ-α-アミノ酸 / セリン / トレオニン / Weinrebアミド / 天然物合成 / 基質支配型反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、生命科学研究および物質科学研究の両分野において、ペプチドを素材とする機能性分子ツールの需要が急速に増加している。これらペプチド分子ツールを創製するための技術的基盤となるのがペプチドの化学合成である。本研究は、入手容易なアミノ酸どうしの脱水縮合型アミド化反応を効率的に促進するための新規触媒の創出を目指す。
前年度までに、ヒドロキシカルボン酸を基質とするアミド化反応における高活性な触媒としての機能が明らかになったジボロン酸無水物を用いて、適用系拡張を目指し検討を行った。その結果，ジボロン酸無水物誘導体がヒドロキシカルボン酸由来のWeinrebアミドを合成するための触媒として機能することを見出した。さらに、触媒的Weinrebアミド合成とGrignard試薬の付加反応からなるワンポット反応により、アシロイン天然物を効率的に合成する手法を開発することに成功した。これまでに北里研究所（現 大村智記念研究所）より単離・構造決定されたプロテインファルネシルトランスフェラーゼ阻害活性を有するクラソインAやクラソインBを含む計８種の天然物の合成を達成している。さらに当初の目的であった触媒的ペプチド合成について検討を行ったところ、低触媒量のジボロン酸無水物触媒存在下、β-ヒドロキシ-α-アミノ酸誘導体と各種アミノ酸エステルとのペプチド結合形成反応が円滑に進行し、対応するジペプチドが良好な収率で得られることを見出した。本触媒反応は、厳密な脱水操作を必要としない上、極めて高い官能基許容性を示した。また、高い化学選択性を示すことが明らかとなり、遊離カルボキシ基を側鎖に有するアスパラギン酸誘導体をアミン基質に用いた場合にもβ-ヒドロキシ-α-アミノ酸部位のみがアミド化されたジペプチドを良好な収率で得ることに成功した。
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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
二年目となる2020年度は、ジボロン酸無水物がWeinrebアミド合成にも有効であることを見出し、その適用範囲を拡張することに成功した。さらに、当初の目的であった触媒的ペプチド合成反応を開発することにも成功した。以上のことから、本研究は当初の計画以上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、2021年度も引き続き、研究実施計画に従い、研究を推進する。2020年度までの研究成果により、ジボロン酸無水物がβ-ヒドロキシ-α-アミノ酸を基質としたジペプチド合成における高活性な触媒として機能することが明らかとなった。そこで今後は、触媒的ジペプチド合成と分子内環化反応を組み合わせたジケトピペラジンの簡便合成法について検討する。また、触媒の構造修飾に基づいたさらなる高活性触媒の創出についても併せて検討を進める計画である。
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Research Products
(10 results)
