赤外円二色性の理論計算とラベル化による中分子・極性分子の新たな構造解析法の開発

• 研究課題/領域番号: 18H02093
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分37020:生物分子化学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 谷口 透 北海道大学, 先端生命科学研究院, 講師 (00587123)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2018年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: 円二色性 / 構造決定 / 中分子 / 柔軟分子 / 理論計算 / カルボジイミド

研究成果の概要

低分子・高分子に次ぐ生体機能分子として、中分子（分子量500～2000程度）が注目されている。有機合成手法や生合成遺伝子操作技術の進歩に伴って、新規構造を有する中分子の大量取得も可能になりつつあり、医薬・農薬を指向した中分子研究は今後さらに盛んになると予想される。しかし、新規分子の取得に伴う構造決定は依然として、研究のボトルネックとなりうる段階である。そこで本研究ではVCD（赤外円二色性）分光法を用いて、中分子にも適用可能な簡便かつ信頼性の高い構造分析法の開発に成功した。また本研究の過程において、片方のみの軸不斉を有するカルボジイミドという特殊な分子の創製にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではこれまで構造分析が困難だった中分子や、脂質のような柔軟分子、糖のような高極性分子などを簡便に構造決定する新たな方法論を提供した。本研究成果は、中分子を始めとする各種分子の構造決定というボトルネックを解消し、それらの研究が出口とする医薬・農薬創製に資すると期待される。
さらに、1932年に提唱されてから86年間入手されてこなかった「片方のみの軸不斉を有するカルボジイミド」の合成に成功した。カルボジイミドは工業的に世界で最も汎用される分子であり、その基本的な性質を解明は今後の化学工業への波及効果が期待される。

研究成果

• [国際共同研究] ロイヤルメルボルン工科大学(オーストラリア)
• [国際共同研究] ミュンヘン工科大学(ドイツ)
• [雑誌論文] Deuterium Labelling to Extract Local Stereochemical Information by VCD Spectroscopy in C-D Stretching Region: A Case Study of Sugars (2022)
  • 著者名/発表者名: Mohamad Zarif Mohd Zubir, Nurul Fajry Maulida, Yoshihiro Abe, Yuta Nakamura, Mariam Abdelrasoul, Tohru Taniguchi, Kenji Monde
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 20 号: 5 ページ: 1067-1072
  • DOI: 10.1039/d1ob02317a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Reactions of Pyruvates by Catalysts: Direct Enantioselective Mannich Reactions of Pyruvates Catalyzed by Amine-based Catalyst Systems (2022)
  • 著者名/発表者名: Santanu Mondal, Ravindra D. Aher, Venkati Bethi, Yu-Ju Lin, Tohru Taniguchi, Kenji Monde, Fujie Tanaka
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 24 号: 9 ページ: 1853-1858
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.2c00436
  • 査読あり
• [雑誌論文] Myrindole A, an Antimicrobial Bis-indole from a Marine Sponge Myrmekioderma sp. (2021)
  • 著者名/発表者名: Moosmann Philipp、Taniguchi Tohru、Furihata Kazuo、Utsumi Hiroaki、Ise Yuji、Morii Yasuhiro、Yamawaki Nobuhiro、Takatani Tomohiro、Arakawa Osamu、Okada Shigeru、Matsunaga Shigeki
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 9 号: 9 ページ: 3477-3480
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.1c00922
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enantiodivergent One‐Pot Synthesis of Axially Chiral Biaryls Using Organocatalyst‐Mediated Enantioselective Domino Reaction and Central‐to‐Axial Chirality Conversion (2021)
  • 著者名/発表者名: Koshino Seitaro、Taniguchi Tohru、Monde Kenji、Kwon Eunsang、Hayashi Yujiro
  • 雑誌名: Chemistry A European Journal 巻: 27 号: 63 ページ: 15786-15794
  • DOI: 10.1002/chem.202102797
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Bicyclo[2.2.2]octanes with a Quaternary Bridgehead Carbon by Diphenylprolinol Silyl Ether-mediated Domino Reaction (2021)
  • 著者名/発表者名: Nariyoshi Umekubo, Tohru Taniguchi, Kenji Monde, Yujiro Hayashi
  • 雑誌名: Asian J. Org. Chem. 巻: 10 号: 12 ページ: 3261-3265
  • DOI: 10.1002/ajoc.202100573
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exploration of Chromophores for VCD Couplet in Biomolecularly Transparent Infrared Region (2021)
  • 著者名/発表者名: Tohru Taniguchi, Mohamad Zarif Mohd Zubir, Nobuyuki Harada, Kenji Monde
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 23 号: 48 ページ: 27525-27532
  • DOI: 10.1039/d1cp04074j
  • 査読あり
• [雑誌論文] First enantioselective synthesis of salinipostin A, a marine cyclic enol-phosphotriester isolated from Salinispora sp. (2019)
  • 著者名/発表者名: H. Okamura, T. Fujioka, N. Mori, T. Taniguchi, K. Monde, H. Watanabe, H. Takikawa
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 巻: 60 号: 32 ページ: 150917-150917
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2019.07.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Discovery of Fungal Polyene Macrolides via a Postgenomic Approach Reveals a Polyketide Macrocyclization by trans-Acting Thioesterase in Fungi (2019)
  • 著者名/発表者名: Morishita Yohei、Zhang Huiping、Taniguchi Tohru、Mori Keiji、Asai Teigo
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 21 号: 12 ページ: 4788-4792
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.9b01674
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post-genomic approach based discovery of alkylresorcinols from a cricket-associated fungus, Penicillium soppi (2019)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, A., Morishita, Y., Tsukada, K., Taniguchi, T., Asai, T.
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 17 号: 21 ページ: 5239-5243
  • DOI: 10.1039/c9ob00807a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of plant hormones to activate silent polyketide biosynthetic pathways in Arthrinium sacchari, a fungus isolated from a spider (2019)
  • 著者名/発表者名: Yohei Morishita, Yusuke Okazaki, Yi Yi Luo, Jun Nunoki, Tohru Taniguchi, Yoshiteru Oshima, Teigo Asai
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 17 号: 4 ページ: 780-784
  • DOI: 10.1039/c8ob02837k
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Determination of the Absolute Configurations and Sensory Properties of the Enantiomers of a Homologous Series (C6-C10) of 2-Mercapto-4-alkanones (2019)
  • 著者名/発表者名: Kiske Christiane、Riegel Anja Devenie、Hopf Ronja、Kvindt Anna、Poplacean Iulia、Taniguchi Tohru、Swamy Mahadeva M. M.、Monde Kenji、Eisenreich Wolfgang、Engel Karl-Heinz
  • 雑誌名: Journal of Agricultural and Food Chemistry 巻: 67 号: 4 ページ: 1187-1196
  • DOI: 10.1021/acs.jafc.8b06599
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Preparation of Carbodiimides with One-Handed Axial Chirality (2018)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi Tohru、Suzuki Takahiro、Satoh Haruka、Shichibu Yukatsu、Konishi Katsuaki、Monde Kenji
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 140 号: 46 ページ: 15577-15581
  • DOI: 10.1021/jacs.8b08969
  • 査読あり
• [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Asymmetric C(sp3)-H Allylation of 2-Alkylpyridines (2018)
  • 著者名/発表者名: Murakami Ryo、Sano Kentaro、Iwai Tomohiro、Taniguchi Tohru、Monde Kenji、Sawamura Masaya
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 57 号: 30 ページ: 9465-9469
  • DOI: 10.1002/anie.201802821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetric Diels-Alder Reaction of α-Substituted and β,β-Disubstituted α,β-Enals via Diarylprolinol Silyl Ether for the Construction of All-Carbon Quaternary Stereocenters (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hayashi, B. P. Bondzic, T. Yamazaki, Y. Gupta, S. Ogasawara, T. Taniguchi, K. Monde
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 44 ページ: 15874-15880
  • DOI: 10.1002/chem.201602345
  • 査読あり
• [学会発表] VCD分光法による柔軟な酸化脂質の立体配置決定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷口透、井田南加、Davidson Agbo、門出健次
  • 学会等名: 日本化学会第102春季年会
• [学会発表] Exploration of Biomolecularly Transparent IR Region for Structural Identification Using VCD (2022)
  • 著者名/発表者名: Zarif Zubir, Nurul Fajry Maulida, Tohru Taniguchi, Kenji Monde
  • 学会等名: 日本化学会第102春季年会
• [学会発表] Exploration of Biomolecularly Transparent IR Region for Structural Identification of Biomacromolecules Using VCD (2021)
  • 著者名/発表者名: Mohamad Zarif Mohd Zubir, Nurul Fajry Maulida, Tohru Taniguchi, Kenji Monde
  • 学会等名: Symposium on Molecular Chirality 2021
• [学会発表] Three-dimensional structure of flexible lipids studied using VCD (2021)
  • 著者名/発表者名: Tohru Taniguchi
  • 学会等名: Pacifichem 2021
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 不斉炭素を有する柔軟な脂肪酸とフッ素化誘導体のVCD構造研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: ◯谷口 透・MAULIDA Nurul Fajry・門出 健次
  • 学会等名: Molecular Chirality 2019
• [学会発表] 不斉炭素を有する柔軟な脂肪酸とフッ素化誘導体のVCD（赤外円二色性）構造研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 谷口 透・ファジュリ ヌルル・北原 卓弥・デェビィソン アグボ・門出 健次
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] VCD Studies on Three-Dimensional Structures of Flexible Molecules in Solution State (2018)
  • 著者名/発表者名: Tohru Taniguchi
  • 学会等名: The 10th Singapore International Chemistry Conference
  • 国際学会 / 招待講演