2021 Fiscal Year Research-status Report
複雑化合物における簡便な遷移状態計算手法の確立と天然物合成への応用
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20K15285
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
深谷 圭介 富山県立大学, 工学部, 助教 (40821575)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 天然物合成 / 計算化学 / 遷移状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は研究課題の2年度目にあたるため、前年度の成果をより発展させた研究に注力した。本研究課題では合成化学者が簡便に扱うことのできる化学計算ツールの開発を一つの目標に掲げている。そこで、まず前年度に作成したプログラムを改良し、より汎用性高く簡便に扱えるプログラムライブラリとしてまとめた。開発したライブラリ（名称：ACCeL）は、複雑化合物の多配座計算を迅速に処理可能なpythonパッケージとして、Web上で公開した。本プログラム群の簡便さについては、pythonの使用経験がない学生でも2時間程度の講習で使用可能なほどであった。また、本プログラム群を用いて配座探索と遷移状態計算を組み合わせた活性化エネルギー評価プログラムを作成し、天然物の全合成へと応用した。6環性化合物である天然物ナキテルピオシンを全合成するにあたり、そのDE環に相当するインダノンを分子内Diels-Alder反応により構築することとした。すなわち、アルキニルフランの分子内環化付加で生じたオキサビシクロ環を芳香族化してインダノンへと変換する反応を検討した。前年度に、アルキン部分に種々の置換基を有する10以上のDiels-Alder反応モデル基質を仮想的に設計し、作成したプログラムでそれぞれが環化付加する活性化エネルギーを算出した。その結果、トシル体が最適であると判明した。本年度は、実際にそのモデル基質の合成を試みた。トシル体を合成すると、精製段階において環化付加反応が進行し、計算予測の妥当性を実験的に確認した。さらに、本構築法をナキテルピオシンのDE環合成に展開した。出発原料である2-メチル-1,3-シクロヘキサンジオンから5工程を経て環化付加基質への変換したところ、痕跡量ながら望みの環化付加体を確認した。。
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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
開発したプログラムを合成化学者が簡単に利用可能なライブラリとしてWeb上に公開したことに加えて、ナキテルピオシン全合成に応用して計算予測の実用性を示すことができたことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナキテルピオシンの合成研究に注力する。本合成では、環化付加基質の合成過程における1,4-付加反応の立体選択性が課題となっている。そこで不斉1,4-付加反応の適用を検討している。その後は、ナキテルピオシンの有する官能基を順次導入する予定である。また、開発した活性化エネルギー評価プログラムについては、分子間反応の計算など、さらに適用範囲を広げた利用を可能とするための改良を加える。
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Research Products
(17 results)
