Development of a convenient tool for the calculation of transition states in complex molecules and its application to the synthesis of natural products.

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15285
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: Fukaya Keisuke 富山県立大学, 工学部, 助教 (40821575)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 天然物合成 / 計算化学 / 有機合成 / 遷移状態 / 構造解析

Outline of Final Research Achievements

In this research project, the program library ACCeL was developed and applied to transition state analysis of complex molecular reactions. ACCeL has a wide range of applications, including not only reactivity prediction but also spectral calculation of novel natural products. Throughout the research period, papers on reaction mechanism analysis in natural product synthesis and structure determination of new natural products based on DFT calculations were reported. Recently, ACCeL was used as a reactivity prediction program and succeeded in the total synthesis of natural products.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

天然物などの複雑な構造を有する有機化合物はしばしば強力な生物活性を有しており、医薬品リードなどとして興味が持たれる。一方で、その化学合成に要する手間や時間は分子構造が複雑になるに従い急激に増大する。この原因の多くは合成の計画段階では予測できなかった反応性に見舞われ、合成のやり直し等が必要となるためである。本研究では複雑分子を計算解析する際に重要となる分子の立体配座多様性に着目し、その計算解析処理を効率化するプログラムライブラリACCeLを開発した。そして、ACCeLを実際の反応機構解析や未知の分子構造の解析研究に展開した。