理論計算を基盤とする金の特性を活用した新規合成反応の開拓

• 研究課題/領域番号: 18K06571
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 斉藤 竜男 東京農業大学, 生命科学部, 准教授 (40612065)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 金触媒 / ポリエーテル / 環化反応 / 金触媒反応 / DFT計算 / 天然物合成 / 創薬化学 / 機能性分子 / 理論化学 / 有機合成化学

研究成果の概要

本研究では理論計算で明らかにした反応経路をもとに、金触媒を用いた環化反応で得られる不安定な金中間体を、プロトン源による安定化を鍵として合成困難な芳香族複素環化合物の短段階合成を達成しました。さらに理論計算によって基質特異的に金触媒の失活が起こることを明らかにしました。また本手法を天然物合成分野に展開し、生理活性を有する多環状エーテル天然物の骨格構築の検討を行なっています。

研究成果の学術的意義や社会的意義

医薬品、蛍光分子などの分子機能は構造などを精密に制御した効率的合成法に立脚しており、その背景にある元素レベル、分子レベルの設計が分子機能創出の鍵となっています。すなわち、機能創発を志向した反応設計、開発を基盤として未踏の分子機能の実現が可能となります。本研究では金の特性を最大限に活用することで、機能性分子のコアとして重要ながらその効率的合成が困難であった骨格群を標的に、生命科学、物質科学を切り拓く新物性、新機能の創出を狙います。

研究成果

• [雑誌論文] Disproof of the Proposed Structures of Bradyoxetin, a Putative Bradyrhizobium japonicum Signaling Molecule, and HMCP, a Putative Ralstonia solanacearum Quorum-Sensing Molecule (2021)
  • 著者名/発表者名: Yajima Arata、Katsuta Ryo、Shimura Mikaho、Yoshihara Ayaka、Saito Tatsuo、Ishigami Ken、Kai Kenji
  • 雑誌名: Journal of Natural Products 巻: 84 号: 2 ページ: 495-502
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.0c01369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Determination of Absolute Configuration of Zealexin A1, a Sesquiterpenoid Phytoalexin from Zea mays (2021)
  • 著者名/発表者名: Yajima Arata、Shimura Mikaho、Saito Tatsuo、Katsuta Ryo、Ishigami Ken、Huffaker Alisa、Schmelz Eric A.
  • 雑誌名: European Journal of Organic Chemistry 巻: 2021 号: 7 ページ: 1174-1178
  • DOI: 10.1002/ejoc.202001596
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Synthetic and Biological Studies of Juglorubin and Related Naphthoquinones (2019)
  • 著者名/発表者名: Kamo Shogo、Saito Tatsuo、Kusakabe Yasuha、Tomoshige Shusuke、Uchiyama Masanobu、Tsubaki Kazunori、Kuramochi Kouji
  • 雑誌名: The Journal of Organic Chemistry 巻: 84 号: 21 ページ: 13957-13966
  • DOI: 10.1021/acs.joc.9b02119
  • 査読あり
• [雑誌論文] 元素の特性を活用した反応開発と天然物合成への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 斉藤竜男
  • 雑誌名: 薬学雑誌 巻: 138 号: 11 ページ: 1335-1344
  • DOI: 10.1248/yakushi.18-00126
  • NAID: 130007502929
  • ISSN: 0031-6903, 1347-5231
  • 年月日: 2018-11-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of a Small Molecule to Increase Cardiomyocytes and Protect the Heart After Ischemic Injury (2018)
  • 著者名/発表者名: Hara H, Takeda N, Kondo M, Kubota M, Saito T, Maruyama J, Fujiwara T, Maemura S, Ito M, Naito AT, Harada M, Toko H, Nomura S, Kumagai H, Ikeda Y, Ueno H, Takimoto E, Akazawa H, Morita H, Aburatani H, Hata Y, Uchiyama M, Komuro I.
  • 雑誌名: JACC: Basic to Translational Science 巻: 3 号: 5 ページ: 639-653
  • DOI: 10.1016/j.jacbts.2018.07.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Direct synthesis of aryl-annulated [c]carbazoles by gold(I)-catalysed cascade reaction of azide-diynes and arenes (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuiki Kawada, Shunsuke Ohmura, Misaki Kobayashi, Wataru Nojo, Masaki Kondo, Yuka Matsuda, Junpei Matsuoka, Shinsuke Inuki, Shinya Oishi, Chao Wang, Tatsuo Saito, Masanobu Uchiyama, Takanori Suzuki, Hiroaki Ohno
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 9 号: 44 ページ: 8416-8416
  • DOI: 10.1039/c8sc03525c
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ゴニオドミンAのDE環部の合成研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 斉藤竜男
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度大会
• [学会発表] ゴニオドミンAのDE環部の合成研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 斉藤竜男
  • 学会等名: 第99回日本化学会春季年会
• [学会発表] 心筋細胞の増殖を活性化する新規化合物の合成研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 近藤正樹，原弘典，武田憲文，斉藤竜男，畑裕，小室一成，内山真伸
  • 学会等名: 第44回反応と合成の進歩シンポジウム
• [学会発表] 元素の特性を活かしたエーテル環合成反応の開発と海洋さんポリエーテル系天然物の合成研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 斉藤竜男
  • 学会等名: 有機合成化学協会関東支部若手研究者のためのセミナー
  • 招待講演