植物寄生性農害虫孵化促進活性を有する歪んだ架橋型多環性天然物の合成研究

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K05409
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 安立 昌篤 東北大学, 薬学研究科, 准教授 (80432251)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 有機化学 / 合成化学 / 天然物化学

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、特異かつ高度に歪んだ架橋型多環性骨格を合成して、生理活性の詳細が未だ明らかにされていない希少天然有機化合物の収束的な化学合成と系統的な構造活性相関研究を目的としている。具体的には、植物寄生性農害虫であるジャガイモシスト線虫の孵化機構において重要な因子であり、高度に歪んだシクロブタン骨格を含むソラノエクレピンAの合成研究を行う。
ソラノエクレピンAは、三員環から七員環までの全ての炭素環からなる非常に特異な化学構造を有している。特に、生理活性発現に必須であると考えられる右側部分は、連続する不斉四級炭素を含み高度に歪んだシクロブタンからなるトリシクロ[5.2.1.01,6]デカン(DEF環)であるため、その合成は極めて挑戦的である。この本研究では、4-exo-trig型ラジカル環化反応を機軸として、高度に多官能基化されたシクロブタンを含む特異な架橋型多環性骨格の効率的な合成法を確立すると同時に、収束的な合成経路の開発によってソラノエクレピンAおよびその関連化合物(構造単純化アナロクグ)の化学合成による量的供給を目的としている。さらに、ソラノエクレピンAの合成経路を確立した後は、シスト線虫孵化促進活性を保持した単純化アナログの設計を目指す。一部の環構造や官能基を省略した構造単純化セグメントを左右それぞれ用意し、系統的な誘導体(右側あるいは左側単純化アナログ)を合成する。系統的な構造活性相関研究を展開することで、孵化の分子機構解明とシスト線虫駆除剤のリード化合物の創出を目指す。
左右セグメントの連結および七員環(C環)の構築法を検討するため、四環性モデル化合物で条件検討を試みた。検討の結果、分子内アルドール反応によって七員環の構築にも成功し四環性モデル化合物の合成に成功した。

Research Products

• [Journal Article] 5,6,11-trideoxytetrodotoxin attracts tiger puffer Takifugu rubripes. (2024)
  • Author(s): Miyazaki, K.; Suo, R.; Itoi, S.; Hirata, J.; Adachi, M.; Miyasaka, T.; Nishikawa, T.; Yokoyama, T.; Sato, S.; Takada, K.
  • Journal Title: Toxicon Volume: 237 Pages: 107539
  • DOI: 10.1016/j.toxicon.2023.107539
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Convergent Synthesis of Tetracyclic Indole Compounds by a Palladium-Catalyzed Cross-Coupling and Tandem Cyclization ¬Reaction. (2023)
  • Author(s): Ono, Y.; Higuchi, K.; Yamaguchi, M.; Sugino, K.; Nakazaki, A.; Adachi, M.; Nishikawa, T.
  • Journal Title: Synlett Volume: 34 Pages: 364-368
  • DOI: 10.1055/s-0042-1751396
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Levels of Tetrodotoxins in Spawning Pufferfish, Takifugu alboplumbeus. (2023)
  • Author(s): Asano, M.; Ishizaki, C.; Tomonou, T.; Kihara, M.; Ito, M.; Yasukawa, S.; Shirai, K.; Iyama, H.; Izawa, S.; Kawamura, R.; Saito, K.; Suo, R.; Nakahigashi, R.; Adachi, M.; Nishikawa, T.; Sugita, H.; Itoi, S.
  • Journal Title: Mur. Drug. Volume: 21 Pages: 207
  • DOI: 10.3390/md21040207
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Geographic differences in the compositeon of tetrodotoxin and 5,6,11-trideoxytetrodotoxin in Japanese pufferfishes and their origins. (2023)
  • Author(s): Itoi, M.; Shirai, K.; Oyama, H.; Yasukawa, S.; Asano, M.; Kitahara, M.; Suo, R.; Sugita, H.; Nakahigashi, R.; Adachi, M.; Nishikawa, T.; Itoi, S.
  • Journal Title: Chemosphere Volume: 336 Pages: 139214
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.139214
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Solanoeclepin A の合成研究 (2024)
  • Author(s): 安立昌篤、三宅健太、柳 誠人、土井隆行
  • Organizer: 日本薬学会第144年会
• [Presentation] Plumisclerin A の合成研究 (2023)
  • Author(s): 安立昌篤、新保瑛大、土井隆行
  • Organizer: 創薬懇話会2023
• [Presentation] Synthetic Study for Plumisclerin A (2023)
  • Author(s): 安立昌篤、新保瑛大、土井隆行
  • Organizer: 2023 Chemistry Summer School of Tohoku University
• [Presentation] Synthetic Study on Right Segment of Solanoeclepin A, a Hatching Agent of Potato Cyst Nematode (2023)
  • Author(s): 安立昌篤、三宅健太、柳 誠人、土井隆行
  • Organizer: International Symposium for the 80th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
• [Presentation] Synthetic Study for Plumisclerin A (2023)
  • Author(s): 安立昌篤、新保瑛大、土井隆行
  • Organizer: International Symposium for the 80th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
• [Presentation] 金属触媒を用いた2-置換ベンゾチアゾール誘導体の合成研究 (2023)
  • Author(s): 安立昌篤、若林陸斗、土井隆行
  • Organizer: 第５２回複素環討論会
• [Presentation] Plumisclerin A の合成研究 (2023)
  • Author(s): 安立昌篤、新保瑛大、土井隆行
  • Organizer: 第６２回日本薬学会東北支部大会