Biogenetically-Inspired Total Synthesis of Secologanin-Related Natural Products

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02608
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Ishikawa Hayato 千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (80453827)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塚本 佐知子 熊本大学, 大学院生命科学研究部附属グローバル天然物科学研究センター, 教授 (40192190)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 集団的全合成 / バイオインスパイアード反応 / モノテルペノイドインドールアルカロイド / イリドイド配糖体 / セコロガニン / 不斉合成

Outline of Final Research Achievements

Secologanin, a iridoid glycoside, serves as a pivotal biosynthetic intermediate leading to over 3000 natural products. In this study, we conducted a collective total synthesis of secologanin-related natural products, commencing with synthetic secologanin and refering to our proposed biosynthetic pathway. As a result, we successfully synthesized 24 monoterpenoid indole alkaloids and 6 iridoid glycosides (along with 4 other type alkaloids). Each synthesis required fewer than 15 steps from commercially available starting materials, demonstrating remarkable brevity and efficiency despite the structural complexity involved. Notably, 16 of the total syntheses are first total syntheses.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

医薬品開発において、天然物は魅力的なシーズである。天然物創薬の大きな問題点はその供給にある。すなわち、植物や細菌が大量に生産する天然物であれば医薬へと展開できるが、微量にしか生産しない天然物であれば如何に試験管内で有用な生物活性があったとしても、動物実験に進めることは難しい。故に、天然物全合成による集団的な天然物供給が求められている。本研究では、樹形図のような植物生合成をフラスコ内で再現するバイオインスパイアード戦略により、共通の中間体から多彩な構造を有する天然物を30種合成した。この短期間で集団的に、かつ極めて効率的に天然物を合成できる手法は、今後の創薬シーズ探索研究に大きく貢献する。