多官能性高度縮環天然物の合成研究

• 研究課題/領域番号: 17H01523
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化学系薬学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 横島 聡 名古屋大学, 創薬科学研究科, 教授 (10376593)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 41,080千円 (直接経費: 31,600千円、間接経費: 9,480千円); 2021年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2020年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2019年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2018年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2017年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
• キーワード: 天然有機化合物 / アルカロイド / 縮環構造 / 医薬品化学 / 生物活性物質 / 合成 / 環状構造 / 天然物 / 多環式骨格 / 有機合成化学 / 有機合成 / 窒素原子 / 環状骨格 / 含窒素化合物 / 多環式化合物 / 第四級炭素 / 転位反応 / 全合成

研究成果の概要

複雑な構造をもつ天然物を標的分子として設定しその合成研究を実施した。分子内1,3-双極環化付加反応で構築した骨格を開裂することで、ヒューパジンRの特徴的なラクタム構造を構築した。分子内関与を活用することで、合成戦略上その発生が避けられない同一官能基の区別を実現し、テトロドトキシンの合成に成功した。メタセシス反応による大員環構築を基軸として、ハリクロニンAを合成した。ペンタジエニルカチオンの電子環状反応とシクロペンテニルカチオンに対する分子内付加反応を連続的に用いることで、ダフニフィラムアルカロイドの[7-5-5]三環性骨格を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多官能性高度縮環天然物の合成研究を通して、有機合成化学をより高い次元へと引き上げ、創薬研究における乖離を埋める有機化学の発展を目指した。一見簡単に見える既存の反応による官能基変換においても、多官能基を有する化合物では、その遂行が困難な場合がある。実際に、実験を通して明らかとなった分子挙動を基盤として合成計画を再検討することで、目的とする骨格構築および官能基変換を実現することに成功した。さらに複雑な化合物を扱うことではじめて得られる、予想を越えた新たな反応性に関する知見についても獲得することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Convergent synthesis of the [5-7-6-3] tetracyclic core of premyrsinane diterpenes (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshinaga Kohei、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: 21 号: 4 ページ: 724-727
  • DOI: 10.1039/d2ob02210a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced rearrangement of α-(2-nitrophenyl)ketones (2022)
  • 著者名/発表者名: Kitayama Shinnosuke、Shimizu Hiroaki、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: 20 号: 40 ページ: 7896-7899
  • DOI: 10.1039/d2ob01546c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substitution of α-Azido Sulfones with Thiolates to Form α-Azido Sulfides (2022)
  • 著者名/発表者名: Katayama Akito、Jin Yuan、Nishiyama Yoshitake、Hosoya Takamitsu、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 24 号: 40 ページ: 7361-7365
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.2c02895
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formal Synthesis of Ecteinascidin 743 via an Intramolecular Cascade Heck Reaction to Construct the Diazabicyclo[3.3.1]nonane Framework (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Nagayasu、Yoshida Eiji、Toma Tatsuya、Nishiyama Yoshitake、Inoue Masayuki、Fukuyama Tohru、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 24 号: 44 ページ: 8228-8232
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.2c03357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of the [7-5-5] Tricyclic Core of Daphniphyllum Alkaloids via a Cationic Cascade Reaction (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Daisuke、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 24 号: 51 ページ: 9520-9524
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.2c04023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Copper-Mediated Conversion of Alkynes into Nitriles <i>via</i> Iodotriazoles (2021)
  • 著者名/発表者名: Kori Ryosuke、Murakami Keigo、Nishiyama Yoshitake、Toma Tatsuya、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＆ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＢＵＬＬＥＴＩＮ 巻: 69 号: 3 ページ: 278-280
  • DOI: 10.1248/cpb.c20-00787
  • NAID: 130007993058
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • 年月日: 2021-03-01
• [雑誌論文] Total Synthesis of Haliclonin?A (2021)
  • 著者名/発表者名: Jin Yuan、Orihara Kensuke、Kawagishi Fumiki、Toma Tatsuya、Fukuyama Tohru、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 60 号: 17 ページ: 9666-9671
  • DOI: 10.1002/anie.202016343
  • NAID: 120007163661
• [雑誌論文] Nitrone Formation by Reaction of an Enolate with a Nitro Group (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimizu Hiroaki、Yoshinaga Kohei、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 23 号: 7 ページ: 2704-2709
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.1c00603
• [雑誌論文] Total Synthesis of Tetrodotoxin (2020)
  • 著者名/発表者名: Murakami Keigo、Toma Tatsuya、Fukuyama Tohru、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 59 号: 15 ページ: 6253-6257
  • DOI: 10.1002/anie.201916611
  • NAID: 120006848971
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic Studies on Bilobalide (2020)
  • 著者名/発表者名: Shiogai Akihiro、Toma Tatsuya、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: Synlett 巻: 31 号: 03 ページ: 290-294
  • DOI: 10.1055/s-0039-1691559
  • NAID: 120006848970
  • 査読あり
• [雑誌論文] Total Synthesis of Lycoposerramine-R (2018)
  • 著者名/発表者名: Yokoshima Satoshi、Watanabe Shinya、Ishikawa Masatsugu、Nomura Toshimune、Fukuyama Tohru
  • 雑誌名: Synlett 巻: 29 号: 18 ページ: 2377-2380
  • DOI: 10.1055/s-0037-1611024
  • NAID: 120006554472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic Studies of the Daphniphyllum Alkaloids: A Cooperative Reaction of Proximal Functional Groups Forming a Tetracyclic System (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamada Ryosuke、Fukuyama Tohru、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 20 号: 15 ページ: 4504-4506
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.8b01800
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of the [7-5-5] tricyclic core of Daphniphyllum alkaloids (2018)
  • 著者名/発表者名: Kitabayashi Yusuke、Fukuyama Tohru、Yokoshima Satoshi
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: 16 号: 19 ページ: 3556-3559
  • DOI: 10.1039/c8ob00859k
  • NAID: 120006623827
  • 査読あり
• [雑誌論文] Total Synthesis of Huperzine R (2018)
  • 著者名/発表者名: Nomura Toshimune、Yokoshima Satoshi、Fukuyama Tohru
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 20 号: 1 ページ: 119-121
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.7b03555
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] falcatin Aの合成研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 吉永 浩平・横島 聡
  • 学会等名: 第121回有機合成シンポジウム
• [学会発表] 多様な置換基を導入可能なトリシクロ骨格化合物構築法の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 入江 祐衣・李 讚榮・水野 耕輔・横島 聡
  • 学会等名: 日本病院薬剤師会東海フ_ロック・日本薬学会東海支部 合同学術大会2022
• [学会発表] [5+2]環化付加反応を利用したアコニチンの合成研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 水野 耕輔・西山 義剛・横島 聡
  • 学会等名: 日本病院薬剤師会東海フ_ロック・日本薬学会東海支部 合同学術大会2022
• [学会発表] エクテナサイジン743の合成研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 中島 長安・吉田 瑛二・藤間 達哉・西山 義剛・福山 透・横島 聡
  • 学会等名: 第51回複素環化学討論会
• [学会発表] ダフニフィラムアルカロイドの合成研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 大輔・西山 義剛・横島 聡
  • 学会等名: 第64回天然有機化合物討論会
• [学会発表] コプソン(Kopsone)の合成研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 友谷 一駿・中嶋 大輔・小宮 一晃・横島 聡
  • 学会等名: 第68回日本薬学会東海支部 総会・大会
• [学会発表] α位に2-ニトロフェニル基を有するケトン類の光誘起転位反応 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北山 真乃介・清水 宏明・横島 聡
  • 学会等名: 第68回日本薬学会東海支部 総会・大会
• [学会発表] 新規ニトロン形成反応の開発と含窒素多環性骨格構築への応用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 清水 宏明・吉永 浩平・横島 聡
  • 学会等名: 第50回複素環化学討論会
• [学会発表] Annotineの合成研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 健太・西山 義剛・横島 聡
  • 学会等名: 第47回反応と合成の進歩シンポジウム
• [学会発表] Lycopodiumアルカロイドの合成研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 横島 聡・渡邉 慎也・石川 雅嗣・野村 俊宗・奥山 雅洋・秋元 健太・西山 義剛
  • 学会等名: 第63回天然有機化合物討論会
• [学会発表] 天然有機化合物の全合成研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 横島聡
  • 学会等名: 第35回農薬デザイン研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 新規ニトロン形成反応の開発および含窒素多環性骨格構築への応用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 清水 宏明・吉永 浩平・横島 聡
  • 学会等名: 第19回次世代を担う有機化学シンポジウム
• [学会発表] ダフニフィラムアルカロイドの三環性コア骨格の構築 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 大輔・西山 義剛・横島 聡
  • 学会等名: 日本薬学会 第140年会
• [学会発表] 銅を用いたエチニル基からシアノ基への変換反応の開発研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 郡 涼介・村上 慶伍・藤間 達哉・西山 義剛・横島 聡
  • 学会等名: 日本薬学会 第140年会
• [学会発表] ジブロモシクロプロパンの開環に続くWagner-Meerwein転位を用いた第四級炭素の構築 (2019)
  • 著者名/発表者名: 栗本 道隆・中嶋 大輔・西山 義剛・横島 聡
  • 学会等名: 日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部 合同学術大会2019
• [学会発表] Efficient Construction of Quaternary Carbon via Tandem Dibromocyclopropane Ring Opening/Wagner-Meerwein Rearrangement (2019)
  • 著者名/発表者名: Michitaka Kurimoto, Daisuke Nakajima, Yoshitake Nishiyama, Satoshi Yokoshima
  • 学会等名: 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
  • 国際学会
• [学会発表] ビロバリドの合成研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 塩貝 亮博・藤間 達哉・横島 聡
  • 学会等名: 第37回メディシナルケミストリーシンポジウム
• [学会発表] テトロドトキシンの合成研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 村上 慶伍・藤間 達哉・福山 透・横島 聡
  • 学会等名: 第61回天然有機化合物討論会
• [学会発表] 含窒素五環性天然物マクレアニンの合成研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 窪小谷 和宏・清水 貴央・秋元 健太・福山 透・横島 聡
  • 学会等名: 日本薬学会 第139年会
• [学会発表] Daphniphyllumアルカロイドの合成研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 横島 聡・北林 祐介・山田 諒介・福山 透
  • 学会等名: 第60回天然有機化合物討論会
• [学会発表] Total Synthesis of Majusculamide A & B (2018)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Nakajima, Kaori Ozaki, Kensuke Orihara, Toshiaki Teruya, Satoshi Yokoshima
  • 学会等名: XXII International Conference on Organic Synthesis
• [学会発表] Synthetic Studies on Ecteinascidin 743 (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagayasu Nakajima, Eiji Yoshida, Tatsuya Toma, Tohru Fukuyama, Satoshi Yokoshima
  • 学会等名: XXII International Conference on Organic Synthesis
• [学会発表] テトロドトキシンの合成研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 村上 慶伍・藤間 達哉・福山 透・横島 聡
  • 学会等名: 第113回有機合成シンポジウム2018年【春】
• [学会発表] 天然物を合成するということ (2018)
  • 著者名/発表者名: 横島 聡
  • 学会等名: A3シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis of Daphenylline (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yokoshima
  • 学会等名: ISPAC 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] リコポジウムアルカロイドの合成研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横島 聡
  • 学会等名: 第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会（岐阜）
• [備考] 名古屋大学大学院創薬科学研究科 天然物化学分野
  • URL: http://www.ps.nagoya-u.ac.jp/lab_pages/natural_products/index.html
• [備考] 名古屋大学プレスリリース
  • URL: https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2022/09/post-329.html
• [備考] 名古屋大学 創薬科学研究科 天然物化学分野
  • URL: http://www.ps.nagoya-u.ac.jp/lab_pages/natural_products/index.html