• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

不斉有機触媒反応を鍵工程とした生物活性アルカロイドの効率的全合成研究

公募研究

研究領域有機分子触媒による未来型分子変換
研究課題/領域番号 24105528
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関熊本大学

研究代表者

石川 勇人  熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (80453827)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2013年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード有機触媒 / 不斉反応 / ドミノ反応 / アルカロイド / インドール / 生合成模擬的合成 / 水中反応
研究概要

近年、有機触媒反応が爆発的進展を遂げている。その理由は、触媒自身が安価であり、生体に対する影響も低く、分子を構築する際に高い立体選択性を発現し、操作が簡便であるためである。本研究では、そのような特性を持つ有機分子触媒を用いた新規骨格構築反応を駆使した、自然界に存在する有用な有機化合物(天然物)の全合成研究を行った。具体的に開発した反応は光学活性なピペリジン環を得るためのα、β、γ、δー不飽和アルデヒド誘導体とβーケトアミド誘導体を基質とした不斉ドミノマイケル/ヘミアミナール化反応である。本反応を開発するにあたって既存の触媒のみならず、新たに設計した新規触媒を合成し反応の最適化を行った。結果として、高い光学純度で目的とする光学活性ピペリジン環を構築する事が出来た。また、本反応において酸の添加およびその当量が反応速度に大きく影響する事を明らかとした。この発見により、これまで10~20モル%で反応を行なう事が常である有機触媒反応において、1~5モル%でも反応が進行する事を可能とした。続いて、本反応を鍵工程として、植物由来アルカロイドの全合成へと展開した。
植物由来モノテルペノイドインドールアルカロイド類は多種多様な骨格や生物活性が知られており、医薬品候補化合物群として有望視されている。植物体内では、そのようなアルカロイド類がガイソチザールおよびガイソシジンという天然物から派生している(生合成されている)事に着目した。もし、生体内の合成経路をフラスコ内で再現できれば、網羅的にこれら重要アルカロイドを合成できる事となる。したがって、グラムスケール合成可能なガイソチザール、ガイソシジンの全合成を計画した。鍵工程として、先に開発した不斉ドミノマイケル/ヘミアミナール化反応を用い、一段階で全合成に必要な全ての官能基を高い光学純度を伴って合成した。現在、全合成に向けて更なる検討を行っている。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Tryptophan-based Dimeric Diketopiperazine Alkaloids using Bio-inspired Reactions2014

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tadano, Hayato Ishikawa
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 25 号: 02 ページ: 157-162

    • DOI

      10.1055/s-0033-1340160

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポットエコノミーを指向した効率的天然物合成2014

    • 著者名/発表者名
      石川勇人、林雄二郎
    • 雑誌名

      ファインケミカル( 特集号 天然物合成化学の新たな展開)

      巻: 43 ページ: 6-14

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organocatalyst-Mediated Dehydrogenation of Aldehydes to α,β-Unsaturated Aldehydes, and Oxidative and Enantioselective Reaction of Aldehydes and Nitromethane Catalyzed by Diphenylprolinol Silyl Ether2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayashi , T. Itoh, H. Ishikawa
    • 雑誌名

      Adv. Synth. Catal

      巻: 355 号: 18 ページ: 3661-3669

    • DOI

      10.1002/adsc.201300919

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Pot Synthesis of (-)-Oseltamivir and Mechanistic Insights into the Organocatalyzed Michael Reaction2013

    • 著者名/発表者名
      T. Mukaiyama, H. Ishikawa, H. Koshino, Y. Hayashi
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J

      巻: 19 号: 52 ページ: 17789-17800

    • DOI

      10.1002/chem.201302371

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bio-Inspired Dimerization Reaction of Tryptophan Derivatives in Aqueous Acidic Media: Three-Step Syntheses of (+)-WIN 64821, (-)-Ditryptophenaline and (+)-Naseseazine B2013

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tadano, Yuri Mukaeda, Hayato Ishikawa
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie, International Edition

      巻: 52 号: 31 ページ: 7990-7994

    • DOI

      10.1002/anie.201303143

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 直接的骨格構築反応を利用する生物活性化合物の短段階合成2014

    • 著者名/発表者名
      石川勇人
    • 学会等名
      東京理科大学大学院総合化学研究科 大学院特別講義
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生物に倣うインドール酸化反応を用いた生物活性アルカロイドの全合成2014

    • 著者名/発表者名
      石川勇人
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会 シンポジウム「薬学における生命指向型化学(生命現象解明を加速する統合的アプローチを探る)」
    • 発表場所
      ホテル日航熊本
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 合成化学的手法によるジトリプトロイシンA、BおよびクリスタチュミンCの構造決定2014

    • 著者名/発表者名
      只野慎治、石川勇人
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Lundurine Bの全合成研究2014

    • 著者名/発表者名
      塩見慎也、前田慧、石川勇人
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 直接的骨格構築反応を駆使した生物活性化合物の短段階合成2014

    • 著者名/発表者名
      石川勇人
    • 学会等名
      大阪大学 産業科学研究所主催 講演会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthetic Study of Biologically Active Natural Products2013

    • 著者名/発表者名
      Hayato Ishikawa
    • 学会等名
      International Kick-Off Symposium For ”ISMCBC”
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオインスパイアード反応および不斉有機触媒を鍵工程とするアルカロイドの全合成研究2013

    • 著者名/発表者名
      石川勇人
    • 学会等名
      合同シンポジウム 日本プロセス化学会2013ウィンターシンポジウム 兼  新学術領域「有機分子触媒による未来型分子変換」第3回 公開シンポジウム
    • 発表場所
      仙台市民会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水中バイオインスパイアード反応を鍵工程とする二量体型ジケトピペラジンアルカロイド類の短段階合成2013

    • 著者名/発表者名
      石川勇人、只野慎治、迎田友里
    • 学会等名
      第55回 天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      同志社大学寒梅館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 生物に倣うインドール酸化反応を用いた天然物の効率的全合成2013

    • 著者名/発表者名
      石川勇人
    • 学会等名
      新学術領域「天然物ケミカルバイオロジー:分子標的と活性制御」地区ミニシンポジウム
    • 発表場所
      千葉大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Three-Step Synthesis of WIN 64821, Ditryptophenaline and Naseseazine B via Bio-inspired Reaction in Water2013

    • 著者名/発表者名
      Hayato Ishikawa
    • 学会等名
      The First Asian Conference for “MONODUKURI” Strategy by Synthetic Organic Chemistry
    • 発表場所
      沖縄、サザンビーチホテル&リゾート
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水中バイオインスパイアード反応を鍵工程とするWIN 64821、ジトリプトフェナリン、ナセセアジンBの合成2012

    • 著者名/発表者名
      只野慎治、迎田友里、石川勇人
    • 学会等名
      第102回 有機合成シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学国際会議場
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] モノテルペノイドインドールアルカロイド生合成重要中間体ガイソチザールの全合成研究2012

    • 著者名/発表者名
      牛島大佑、中島梨絵、石川勇人
    • 学会等名
      第5回 有機触媒シンポジウム 兼 新学術領域「有機分子触媒による未来型分子変換」第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      学習院大学
    • 年月日
      2012-10-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 水中バイオインスパイアード反応を鍵工程とするWIN 64821、ジトリプトフェナリン、ナセセアジンBの合成2012

    • 著者名/発表者名
      只野慎治、迎田友里、石川勇人
    • 学会等名
      第24回 若手研究者のためのセミナー
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Asymmetric Synthesis II: More Methods and Applications: Edited by Mathias Christmann, ch.92013

    • 著者名/発表者名
      Hayato Ishikawa, Yujiro Hayashi
    • 総ページ数
      404
    • 出版者
      WILEY-VCH
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] Ishikawa group home page

    • URL

      http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~ishikawa/ishikawa-lab/Top.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 石川研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~ishikawa/ishikawa-lab/Top.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] ヒドロキシプロリン誘導体2013

    • 発明者名
      石川勇人
    • 権利者名
      熊本大学、協和発酵バイオ株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-05-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi