ポイントフッ素化糖の自在合成

• 研究課題/領域番号: 16K05845
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 野上 敏材 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (60402963)
• 研究協力者: 林 詩穂 ; 黒田 佳奈
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: フッ素 / 光学分割 / リパーゼ / 糖 / 有機化学 / 糖鎖 / フッ素化学

研究成果の概要

我々はブロモフルオロ酢酸エチルをアキラルな含フッ素出発原料として、単工程でポイントフッ素化糖を合成する手法を開発した。鍵工程である向山アルドール反応では、ルイス酸の種類や当量を適切に選択することで、4種類のポイントフッ素化糖を作り分けることにも成功した。また、酵素による速度論的光学分割を行うことで、中間体を光学活性体として得られたため、光学活性ポイントフッ素化糖の作り分けに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで非天然の単糖は天然に存在する単糖を出発物質として誘導する場合が多く、今回合成標的としたポイントフッ素化糖についても同様であった。そこで我々はポイントフッ素化糖を石油由来の小分子を出発原料にして、単工程で合成することを目指した。その結果、向山アルドール反応を鍵工程としたポイントフッ素化糖の合成に成功し、酵素（リパーゼ）を用いることで光学活性なポイントフッ素化糖の合成も達成した。このようなポイントフッ素化糖は糖関連酵素の阻害剤として機能する可能性があり、有用分子の新規合成法の開発につながったと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of gem-Difluoromethylene Containing Cycloalkenes via Ring-opening Reaction of gem-Difluorocyclopropanes and Subsequent RCM Reaction (2019)
  • 著者名/発表者名: Masuhara, Y.; Tanaka,T.; Takenaka, H.; Hayase, S.; Nokami, T.; Itoh, T.*
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 巻: 84 号: 9 ページ: 5440-5449
  • DOI: 10.1021/acs.joc.9b00415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of 2,2-difluoro-homoallylic alcohols via ring-opening of gem-difluorocyclopropane and aerobic oxidation by photo-irradiation in the presence of an organic pigment (2018)
  • 著者名/発表者名: Takenaka, H.; Masuhara, Y.; Narita, K.; Nokami, T.; Itoh, T.*
  • 雑誌名: Organic & Biomol. Chem. 巻: 16 号: 33 ページ: 6106-6114
  • DOI: 10.1039/c8ob01740a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionic Liquid Tag with Multiple Functions in Electrochemical Glycosylation (2016)
  • 著者名/発表者名: Nokami, T.; Sasaki, N.; Isoda, Y.; Itoh, T.
  • 雑誌名: ChemElectroChem 巻: 3 号: 12 ページ: 2012-2016
  • DOI: 10.1002/celc.201600311
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Improved Performance of a Conducting-Bridge Random Access Memory using Ionic Liquids (2016)
  • 著者名/発表者名: Harada, A.; Yamaoka, H.; Tojo, S.; Watanabe, K.; Sakaguchi, A.; Kinoshita, K.; Kishida, S.; Fukaya, Y.; Matsumoto, K.; Hagiwara,R.; Sakaguchi, H.; Nokami, T.; Itoh, T.
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 巻: 4 号: 30 ページ: 7215-7222
  • DOI: 10.1039/c6tc01486k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extraction of polysaccharides from Japanese cedar using phosphonate-derived polar ionic liquids having functional groups (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukaya, Y.; Asai, R-i.; Kadotani, S.; Nokami, T.; Itoh, T.
  • 雑誌名: Bulletin of Chemical Society of Japan 巻: 89 ページ: 879-886
  • NAID: 130005464963
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation, Characterization, and Reactions of Thionium Ions Based on the Indirect Cation Pool Method (2016)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Shimizu, Keiji Takeda, Shota Mishima, Kodai Saito, Songhee Kim, Toshiki Nokami, Jun-ichi Yoshida*
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 89 号: 1 ページ: 61-66
  • DOI: 10.1246/bcsj.20150323
  • NAID: 130005119459
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CO2 Solubility in Ether Functionalized Ionic Liquids on Mole Fraction and Molarity Scales (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanakubo, M.; Makino, T.; Taniguchi, T.; Nokami, T.; Itoh, T.
  • 雑誌名: ACS Sustainable Chemistry & Engineering 巻: 4 号: 2 ページ: 525-535
  • DOI: 10.1021/acssuschemeng.5b00960
  • 査読あり
• [学会発表] 向山アルドール反応を用いた光学活性ポイントフッ素化糖合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 黒田佳奈、林詩穂、野上敏材、伊藤敏幸
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] De Novo Synthesis of Partially Fluorinated Carbohydrates (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Nokami, Shiho Hayashi, Kana Kuroda, Toshiyuki Itoh
  • 学会等名: The 29th International Carbohydrate Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 向山アルドール反応を用いたポイントフッ素化糖のDe Novo合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 黒田佳奈、林詩穂、野上敏材、伊藤敏幸
  • 学会等名: 第37回日本糖質学会
• [学会発表] 向山アルドール反応を用いたポイントフッ素化糖のDe Novo合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 黒田佳奈、林詩穂、野上敏材、伊藤敏幸
  • 学会等名: 第41回フッ素化学討論会
• [学会発表] 向山アルドール反応を鍵反応としたポイントフッ素化糖の作り分け (2018)
  • 著者名/発表者名: 黒田佳奈、林詩穂、野上敏材、伊藤敏幸
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] 含フッ素糖のDe Novo 合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 野上敏材
  • 学会等名: 第1回糖化学フォーラム
• [学会発表] 酵素による速度論的光学分割を用いた光学活性ポイントフッ素化糖の合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林詩穂、塚原綾菜、高柳惠輔、野上敏材、伊藤敏幸
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 光学活性ポイントフッ素化糖のDe Novo合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林詩穂、野上敏材、伊藤敏幸
  • 学会等名: 第40回フッ素化学討論会
• [学会発表] リパーゼによる光学分割を鍵反応とする光学活性ポイントフッ素化糖の合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林詩穂、塚原綾菜、高柳惠輔、野上敏材、伊藤敏幸
  • 学会等名: 第39回フッ素化学討論会
  • 発表場所: アバンセ（佐賀市）
  • 年月日: 2016-09-29
• [備考] 鳥取大学工学部化学バイオ系学科 野上有機合成化学研究室 ホームページ
  • URL: http://www.chem.tottori-u.ac.jp/~itoh/
• [備考] 鳥取大学大学院持続性社会創生科学研究科伊藤研究室
  • URL: http://www.chem.tottori-u.ac.jp/~itoh/