Simultaneous synthesis of natural product hybrids and discovery of unexplored natural products

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05290
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
• Research Institution: Kyoto Pharmaceutical University (2023); Kyushu University (2021-2022)
• Principal Investigator: TOMOHARA Keisuke 京都薬科大学, 薬学部, 講師 (40711677)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 天然物誘導体 / 天然物様分子 / Ugi反応 / 非天然型アミノ酸 / 非天然型ペプチド / アンモニア-Ugi反応 / 天然物コネクティッド型分子

Outline of Final Research Achievements

Natural product extracts are rich in a wide variety of molecules with diverse biological activities. This study achieved the chemical engineering of a mixture of natural product extracts and demonstrated a unique synthetic route to a series of natural product hybrids, whereby otherwise unencountered naturally occurring molecules of different origins were chemically connected in complex media. Even though these reactions took place in complex media containing a mixture of natural product extracts, the well-designed process exhibited a good conversion efficiency (~60%), chemoselectivity, and reproducibility. Additionally, some of the Ugi adducts exhibited promising inhibitory activity toward protease or anti-austerity activity (cytotoxicity against PANC-1 pancreatic cancer cells).

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

夾雑系の天然物抽出物を天然物誘導体合成のための反応場として利用することは、操作および結果の煩雑さゆえに本質的に難しいと考えるのが常識であった。本研究では、反応の基質となる天然物抽出物をシステマチックに選定し、また反応系および精製方法を精密に設計・最適化することにより、天然物抽出物中の標的分子群のみを化学選択的に反応させて、新規の天然物コネクティッド型分子群を一挙に合成し簡便に単離することに初めて成功した。夾雑系の天然物抽出物が天然物誘導体合成のための反応場として利用可能であることを示した点に本研究の学術的意義があり、また創薬シーズ等の新規効率的合成法を提供した点に社会的意義がある。