2014 Fiscal Year Research-status Report
マルチモダリティ型分子プローブの創製を目指した機能性分子集積法の開発
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26350971
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
吉田 優 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (10583750)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 有機化学 / ケミカルバイオロジー / 分子プローブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機能性化合物の一挙集積を可能にする逐次マルチクリック反応の開発を念頭に、異なる環境に配したアジド基をそれぞれ区別する異種アジド選択的反応の開発に取り組んだ。具体的には、協奏的反応において、芳香族アジド基のオルト位の置換基がクリック反応性に及ぼす影響に関して詳しく調べ、反応性の向上に成功した。加えて、パラ位の置換基によるクリック反応性向上についても精査し、電子供与基であるアミノ基によってクリック反応が大きく加速することを明らかにできた。さらに、理論計算を行うことで、かさ高い芳香族アジド基に対する電子供与基の影響に関しても明らかにできたことから、理論計算による予測をもとにした分子設計が行えると期待できる。
さらに、アジド化合物の反応相手であるアジドフィルの化学に関しても検討した。すなわち、アジドフィルの金属錯体形成を鍵として、多彩なアジドフィルの反応性を制御する新手法を開発し、アジドフィルのクリック反応性制御法や異種アジド選択的反応のさらなる選択性向上を実現しようと考え、マルチアジド化合物を利用した逐次クリック反応において、反応性の序列を逆転させる手法の探索を行った。その結果、銅塩を用いて環状アルキンのクリック反応性を抑えることができ、アジドフィルの反応性のON/OFFを制御する手法の開発に成功した。しかも、銅塩と環状アルキンとの錯体に関して、結晶化にも成功し、X線結晶構造解析の結果、銅塩と環状アルキンとが等量ずつ配位した錯体を形成していることが明らかになった。さらに、環状アルキン部位と末端アルキン部位とを併せ持つジイン化合物の、末端アルキン選択的なクリック反応が実現できた。この手法により、機能性部位を有するアジド化合物を出発原料として用いて、機能性部位を有する環状アルキンを合成できると期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
アジド化合物の反応性向上に成功するとともに、アジドフィルの反応性制御法も開発することができた。想定していた以上の成果が得られたことから、当初の計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
検討で得られた知見に基づき、様々なアジド基の反応特性の差と機構の異なる3種の反応条件とを組み合わせて利用し、マルチアジド化合物に対する逐次クリック反応による多分子集積法の確立を目指す。具体的には、マルチモダリティー型分子プローブの合成を念頭に、機能性部位を集積するためのプラットフォーム分子として、トリアジドを設計した。環境の異なる3種のアジド基を併せ持つトリアジドは、かさ高い芳香族アジド基、一般的な芳香族アジド基、一般的な脂肪族アジド基を有しており、これらを異種アジド選択的反応でそれぞれ区別して利用すれば、機能性分子を順次連結できると期待される。このとき、「部品」となる機能性分子としてもアジド基を有する分子を合成し、アジドフィルの反応性制御法を活用することで、所望の連結部位を有する機能性分子へと簡便に変換できると考えられる。
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| Causes of Carryover |
基盤技術の開発に関する検討において、環状アルキンの反応性制御法など、想定よりも多くの成果が得られたため、平成26年度はその解析などに多くの時間を割き、次年度以降の手法開発や新規プローブ開発に必要な消耗品費として使用することでより効率的に研究を遂行できると判断したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の使用額分に関しては、クリック反応を利用したプローブ開発における試薬などの消耗品費として使用する計画である。
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