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立体発散的合成を基盤とした複雑系巨大天然物の構造解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K21115
補助金の研究課題番号 21H01938 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

高村 浩由  岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (70422798)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
2024年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード有機合成化学 / 発散的合成 / 天然物 / 構造解明 / 立体化学
研究開始時の研究の概要

生物活性天然物は、官能基や分子形状を介して生体内標的分子と相互作用することで生物活性を発現する。したがって、多官能基化された複雑系巨大天然物は強力な生物活性を持ちうる。本研究では、機器分析による構造決定が極めて困難な複雑系巨大天然物を研究対象とし、合成化学的手法を基盤とすることで、その構造を解明する。具体的には、2,860の分子量を有するシンビオジノライドおよび2,054の分子量を有するブレビスルセナール-Fを研究対象とする。合成においては、複数の立体異性体を共通の合成中間体から同様の変換反応により枝分かれ式に合成する、いわゆる立体発散的な合成ルートを採用することで、総工程数の軽減を図る。

研究実績の概要

生物活性天然物は、官能基や分子形状を介して生体内標的分子と特異的に相互作用することで生物活性を発現する。したがって、多官能基化された複雑系巨大天然物は強力な生物活性を持ちうる。これら生物活性天然物の構造決定は、創薬科学や化学生物学へと直結する天然物化学の中でも重要な研究課題である。本研究では、複雑系巨大天然物であるシンビオジノライドおよびブレビスルセナール-Fを研究対象とし、立体発散的合成を基盤とすることで、不明である立体構造を解明する。令和5年度の研究実績概要を以下に記載する。
シンビオジノライドは2,860の分子量と61個の不斉中心を持つポリオール天然物である。本年度は、これまでの研究により導出された相対立体構造を有するC61-C83フラグメントの合成を検討した。アルデヒドとヨードアルケンのカップリング、およびジヒドロキシ化を行うことで、C61-C74フラグメントを合成した。続いて、アルデヒドとアルキンのカップリングを行うことで、C61-C83フラグメントの炭素骨格を構築した。今後は隣接ジオール部位を立体選択的に導入することで本フラグメントの合成を完了し、合成品と天然物とのデータの比較を行うことで、天然物の対応する部位の立体構造を解明する。
ブレビスルセナール-Fは2,054の分子量を有するポリエーテル天然物である。本年度はB環部の合成に着手した。B環部の合成のポイントは、ジアキシアル配向を有する2つのメチル基をいかに導入するかである。ケトンに対する立体選択的なメチル化を行うことで、所望の立体化学を有するアルコールを合成した。今後は2つ目のメチル基を立体選択的に導入する。その後、側鎖部位を有するA環部を構築し、AB環部の合成を完了する。合成完了後、合成品と天然物とのデータの比較を行い、天然物の当該部位の立体構造を決定する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

立体発散的合成を基盤とすることで、ポリオール天然物シンビオジノライドのC61-C74およびC69-C83フラグメントの候補化合物を全て合成した。合成品と天然物のデータを詳細に比較することで、本天然物の該当する各部位の相対立体配置を解明した。また、ポリエーテル天然物ブレビスルセナール-Fの合成を検討し、Q環部、R環部、およびS環部の合成を完了した。

今後の研究の推進方策

今後も複雑系巨大天然物を研究対象とし、合成化学的手法を用いた構造決定を検討する。合成化学的アプローチに加えて、天然物に対する分解反応および計算化学による立体構造の予測も行い、多面的に研究を遂行する。
これまでの研究により、シンビオジノライドの分子全体の7割に相当する部位の合成と構造決定を完了している。今後は、残り3割に相当する部位の構造決定を行う。まずは、C61-C83フラグメントの合成を検討する。
ブレビスルセナール-Fの環状部位、すなわちA-Q環部、R環部、S-W環部、およびX環部のそれぞれの相対立体配置はNMR解析により決定された。しかしながら、これらの相対関係および鎖状部位の立体化学は未決定である。本研究では、立体化学未決定部位の合成と構造決定を行う。まずは、AB環部、QR環部、およびRS環部を研究対象とする。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Relative stereochemical determination of the C61-C83 fragment of symbiodinolide using a stereodivergent synthetic approach2023

    • 著者名/発表者名
      Takamura Hiroyoshi、Hattori Kosuke、Ohashi Takumi、Otsu Taichi、Kadota Isao
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 21 号: 44 ページ: 8837-8848

    • DOI

      10.1039/d3ob01420g

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient Method for the Preparation of Ozonides Under Dry Conditions2023

    • 著者名/発表者名
      El-kholany Mohamed R、Kishimoto Nana、Tanaka Kenta、Takamura Hiroyoshi、Kadota Isao
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 96 号: 12 ページ: 1316-1318

    • DOI

      10.1246/bcsj.20230195

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical synthesis and antifouling activity of monoterpene?furan hybrid molecules2023

    • 著者名/発表者名
      Takamura Hiroyoshi、Kinoshita Yuya、Yorisue Takefumi、Kadota Isao
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 21 号: 3 ページ: 632-638

    • DOI

      10.1039/d2ob02203f

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Total Synthesis of Scabrolide F2022

    • 著者名/発表者名
      Takamura Hiroyoshi、Sugitani Yuki、Morishita Ryohei、Kadota Isao
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 24 号: 42 ページ: 7845-7849

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c03263

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ブレビスルセナール-FのQR環部の合成研究2024

    • 著者名/発表者名
      佐藤智也、田中健太、門田功、髙村浩由
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] スカブロライドFの全合成と付着阻害活性2023

    • 著者名/発表者名
      髙村浩由、杉谷侑紀、森下諒平、頼末武史、門田功
    • 学会等名
      第52回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] モノテルペン-フラン ハイブリッド分子の合成と付着阻害活性2023

    • 著者名/発表者名
      髙村浩由、木之下雄哉、頼末武史、門田功
    • 学会等名
      第65回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 構造解明を指向した6-クロロテトラヒドロフランアセトゲニン類の合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      今給黎綾、岡本和樹、勝部友哉、麻生彩佳、松永綾、門田功、髙村浩由
    • 学会等名
      第122回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 構造解明を指向した6-クロロテトラヒドロフランアセトゲニン類の合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      今給黎綾、岡本和樹、勝部友哉、麻生彩佳、松永綾、門田功、髙村浩由
    • 学会等名
      第52回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] サルコフィトライドの合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      杉田雄治、門田功、髙村浩由
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マンデラライドAの合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      安藤早春、陣内拓弥、田中健太、髙村浩由、門田功
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 6-クロロテトラヒドロフランアセトゲニンの合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      今給黎綾、麻生彩佳、松永綾、門田功、髙村浩由
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Efficient Synthesis of Ozonides under Dry Conditions2023

    • 著者名/発表者名
      Mohamed R. El-kholany, Nana Kishimoto, Kenta Tanaka, Hiroyoshi Takamura, Isao Kadota
    • 学会等名
      The 103rd CSJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 可視光を光源としたo-キノンメチドの光触媒的発生による[4 + 2]環化付加反応2023

    • 著者名/発表者名
      田中健太、門田功、髙村浩由
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] センブラノライドジテルペンの統一的全合成に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      髙村浩由
    • 学会等名
      第36回若手化学者のための化学道場
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] サルコフィトライドの合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      杉田雄治、門田功、髙村浩由
    • 学会等名
      第36回若手化学者のための化学道場
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マンデララライドAのアグリコン部の合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      安藤早春、陣内拓弥、髙村浩由、門田功
    • 学会等名
      第36回若手化学者のための化学道場
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 6-クロロテトラヒドロフランアセトゲニンの合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      今給黎綾、麻生彩佳、松永綾、門田功、髙村浩由
    • 学会等名
      第36回若手化学者のための化学道場
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] オゾニドの合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      岸本菜名、Mohamed Reda Elsayed ELKHOLANY、門田功、髙村浩由
    • 学会等名
      第36回若手化学者のための化学道場
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] サルコフィトライドの合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      杉田雄治、門田功、髙村浩由
    • 学会等名
      第51回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マンデララライドAのアグリコン部の合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      安藤早春、陣内拓弥、髙村浩由、門田功
    • 学会等名
      第38回有機合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Synthetic Approach toward the Structural Elucidation of Natural Products2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyoshi Takamura
    • 学会等名
      Sakura Science Program
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シンビオジノライドC61-C83フラグメントの合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      服部光祐、髙村浩由、門田功
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] スカブロライドFの合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      杉谷侑紀、髙村浩由、門田功
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 研究代表者のウェブページ

    • URL

      http://www.chem.okayama-u.ac.jp/faculty/takamura/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 研究代表者のウェブページ

    • URL

      http://chem.okayama-u.ac.jp/staff/detail/hiroyoshi-takamura.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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