Biomimetic synthesis of pyrrolizidine alkaloid based on structurally diversity-oriented aproach

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15462
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Masui Hisashi 名古屋大学, 創薬科学研究科, 助教 (70714377)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 有機合成化学 / 生合成 / 気液反応 / ヒドロホルミル化 / ピロリジジンアルカロイド / 分子内マンニッヒ反応

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to synthesize coca alkaloids, which are useful as drug candidate compounds. The multiple rings of the target product was biomimetically constructed at once by using the intramolecular Mannich reaction from amino bisaldehyde.
Amino bisaldehyde was synthesized by hydroformylation of Boc-protected diallylamine. As a result, the desired product was obtained in a good yield (82%) when toluene or DMF was used as the solvent and xantphos was used as the ligand.
The intramolecular Mannich reaction of the synthesized dialdehyde was investigated. The desired product was obtained in moderate yield when using proline. This method is the first example of biomimetic-synthesis of pyrrolididine aldehyde .

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ピロリジジンアルカロイドは医薬品候補化合物として有用な化合物群であるが、これまで多様性を志向した合成手法はわずかしか開発されていない。研究成果は上記医薬品候補化合物の網羅的な合成に大きく貢献する。
また、一般的にsp3原子を多く含む凹凸に富んだ化合物は医薬品において重要である。特にsp3原子を多く含む化合物ほど医薬品として承認される割合が多くなることが知られている。しかしながら、このような化合物は合成手法が確立されておらず、化合物ごとに合成化学者が多大な労力を費やして合成手法を開発する必要があった。本研究成果はsp3原子を多く含む環状化合物に対して広く活用できる手法であり大きな意義がある。