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カルボキシ基の多点活性化を基軸とする革新的触媒変換法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K16315
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関大阪府立大学

研究代表者

道上 健一  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20838742)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードアミド / ペプチド / ジボリルアルカン / 有機触媒 / 脱水縮合 / gem-ジボリルアルカン / カルボン酸 / アミド化 / 縮合 / 脱プロトン化 / 新規触媒 / ホウ素触媒 / gem-ジボロン酸 / C-H結合ホウ素化 / 触媒的ペプチド縮合 / 触媒的グリコシル化 / カルボキシ基の多点活性化
研究開始時の研究の概要

ペプチドや糖鎖を含む複雑分子を大量の活性化剤を用いず供給する手法を確立するべく、有機ホウ素触媒による環境負荷の小さいアミド縮合反応に着目した。既存の有機ホウ素試薬が内包する触媒活性の限界を見据え、それらを遥かに凌駕する高活性触媒の創製を目指す。
触媒的アミド縮合の想定中間体の構造を基に触媒を精密設計し、カルボキシ基および類似官能基の多点活性化を基軸とした触媒的変換法を確立する。さらに、上記手法を活用しペプチドや糖鎖の実践的合成へと展開する。

研究成果の概要

アミドやペプチドの効率的合成は生物化学や医薬品産業からの需要が高く、有機ホウ素化合物は水のみを廃棄物としてアミド縮合を促進するクリーンな触媒として注目を集めている。筆者は二つのボロン酸部位を同一炭素上に有する「gem-ジボロン酸」が、従来の芳香族ボロン酸触媒では困難であったアミノ酸同士、およびペプチド同士の脱水縮合を実現することを見出した。本触媒系は優れた官能基許容性を示すことから、より複雑なポリペプチド合成への応用が期待される。また、触媒の構造修飾や機能性付与に必要なgem-ジボリルアルカンの官能基化に関して、従来法の課題を克服する炭素-ホウ素結合を保持した触媒的分子変換を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

芳香族ボロン酸は水のみを排出しつつアミド縮合を触媒するため、化学量論量の試薬が不要かつクリーンな有機触媒として大きな注目を集めてきた。しかし、芳香族ボロン酸はアミノ酸同士の縮合に対する触媒活性が著しく低い。筆者はgem-ジボロン酸がアミノ酸やペプチドフラグメントを触媒的にカップリングできることを報告した。本触媒は構造修飾の余地を残しているため、さらなる高活性触媒の創出により実用的なペプチド合成触媒となり得る。その実現に必要なgem-ジボロン類の官能基化に向け、既存法では困難な構造変換可能にする新規gem-ジボロン酸誘導体を見出しており、高活性ペプチド縮合触媒の創出に向けて引き続き検討を進める。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Catalytic Dehydrative Peptide Synthesis with gem-Diboronic Acids2019

    • 著者名/発表者名
      Michigami Kenichi、Sakaguchi Tatsuhiko、Takemoto Yoshiji
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 10 号: 1 ページ: 683-688

    • DOI

      10.1021/acscatal.9b03894

    • NAID

      120006799243

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] gem-Diboronic acid-catalyzed condensation reaction to form a peptide bond2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Michigami, Tatsuhiko Sakaguchi, Yoshiji Takemoto
    • 学会等名
      第12回有機触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] gem-ジボロン酸を触媒としたペプチド縮合反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      道上 健一、坂口 達彦、竹本 佳司
    • 学会等名
      第45回 反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] gem-Diboronic Acid-Catalyzed Dehydrative Peptide Synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Michigami, Tatsuhiko Sakaguchi, Yoshiji Takemoto
    • 学会等名
      The 27th International Society of Heterocyclic Congress
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of gem-Diboronic Acids as Dehydrative Peptide Synthesis Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Michigami, Tatsuhiko Sakaguchi, Yoshiji Takemoto
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Process Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] gem-ジボロン酸を用いた触媒的ペプチド縮合の開発2019

    • 著者名/発表者名
      道上 健一、坂口 達彦、竹本 佳司
    • 学会等名
      第86回 日本分析化学会有機微量分析研究懇談会 第110回 計測自動制御学会力学量計測部会 第36回 合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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