Cyathane骨格を持つ天然有機化合物の合成と生物有機化学的研究

• Project/Area Number: 15780084
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Bioproduction chemistry/Bioorganic chemistry
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 真壁 秀文 信州大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (90313840)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: Cyathane / 炎症抑制 / 不斉合成 / カルボニレーション

Research Abstract

(目的)Cyathane骨格を持つ天然有機化合物長野県に生息するきのこのケロウジ(Sarcodon scabrosus)やかびの一種であるCyathus earliなどに含まれ、抗菌、炎症抑制、神経細胞生長促進活性などの生理活性を示す。特にSarcodon scabrosusからはマウス耳の炎症抑制活性がID_<50>=44nmと非常に低濃度で活性を示す化合物も単離されている。この担子菌は松の木の下にのみ生息するため、培養が困難であり自然からの供給が限られている。従って、効率的な合成経路の確立と絶対構造の決定、新規な生物活性の探索が急がれる。本研究ではSarcodonin類の全合成を行うことを目的とした。
(方法と結果)Ethyl 2-oxocyclopentanecarboxylateを出発物質としてホモアリルヨージドと種々の塩基を用いてアルキル化を行った。条件検討の結果、KHを塩基として用いると55%程度の収率で目的化合物を得られた。続いてエステルの還元を行いアルコールとし、ケトンのα位にイソプロピル基を導入した。次に1級水酸基を保護しケトンをビニルトリフラートに変換後、Pd触媒を用いたカルボニレーション反応を行った。この反応は昨年困難を極めたが触媒などの検討を行った結果60%程度の収率で目的物である2環性のエステルを得た。エステルの還元後脱離基を導入してオレフィンとして酸化的に開裂しさらに酸化してカルボン酸を得た。その後エステル化を行い,α位にヨードエチルを導入した後にSmI_2を用いて環拡大反応を行い7員環を得た。今後は既知の合成手法でSarcodonin類の合成が完成できると考えられる。また種々カルボニレーション反応を検討しα,β-不飽和γ-ラクトンの合成も行った。ただし光学活性体の場合は乳酸エチルからの合成法が容易であることがわかりバンレイシ科アセトゲニンの合成に応用した。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis of(4R,15R,16R,21S)-and (4R,15S,16S,21S)-rollicosin, squamostolide, and their inhibitory action with bovine heart mitochondrial complex I (2006)
  • Author(s): Makabe, H., Kimura, Y., Higuchi, M., Konno, H., Murai, M., Miyoshi, H
  • Journal Title: Bioorg.Med.Chem. 14 Pages: 3119-3130
• [Journal Article] Synthesis of(4R,15R,16R,21S)-and(4R,15R,16S,21R)-rollicosin (2005)
  • Author(s): Makabe, H., Higuchi, M., Konno, H., Murai, M., Miyoshi, H.
  • Journal Title: Tetrahedron Lett 46 Pages: 4671-4675
• [Journal Article] Anti-inflammatory cyathane Diterpenoids from Sarcodon scabrosus (2004)
  • Author(s): Kamo, T., Imura, Y., Hagio, T., Makabe, H., Shibata, H., Hirota, M
  • Journal Title: Biosci.Biotechnol.Biochem. 68 Pages: 1362-1365
  • NAID: 10013286909
• [Publications] Makabe, H., Okajima, M.Konno, H., Kamo, T., Hirota, M.: "Efficient Synthesis of Akolactone A via Pd-Catalyzed Carbonylation"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 67. 2658-2660 (2003)
• [Publications] Makabe, H., Miyawaki, A., Takahashi, R., Hattori, Y., Konno, H., Abe, M., Miyoshi, H.: "Synthesis of two possible diastereomers of reticulatain-1"Tetrahedron Lett.. 45. 973-977 (2004)