| 研究領域 | 反応集積化が導く中分子戦略：高次生物機能分子の創製 |
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| 研究課題/領域番号 |
15H05842
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
谷野 圭持 北海道大学, 理学研究院, 教授 (40217146)
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| 研究期間 (年度) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| キーワード | 合成化学 / 生物機能分子 / フローケミストリー / ソラノエクレピン / シストセンチュウ |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、反応集積化（フロー合成法）を導入することで天然物合成の問題点（多段階変換の非効率性や大量合成への対応）を打破し、ソラノエクレピンAに代表される社会的要請の高い超微量天然中分子の高効率合成を達成することにある。ソラノエクレピンAは、世界的な食料生産上の大害虫ジャガイモシストセンチュウを根絶に追い込むための鍵物質とされ、農業分野での実用化が期待されている。
ソラノエクレピンAの合成において中盤の鍵となる工程は、分子内Diels-Alder反応による分子左下の構築である。分子内Diels-Alder反応の前駆体合成には3-メトキシフランが必要となる。3-メトキシフランは、市販のクロロプロパンジオールから４工程で合成されるが、最終工程である酸触媒存在下での熱分解反応が低収率であることが問題となっていた。そこで、本課題で前年度に確立した固体酸触媒を用いるフロー型熱分解反応の最適条件を適用し、飛躍的な収率向上に成功した。
分子内Diels-Alder反応の前駆体合成において、もう一つの問題となっているのが、エノールトリフラートとジエノールシリルエーテルのクロスカップリング反応である。バッチ法で最大44％収率に留まっており、マイクロフロー合成を適用することで改善を図る計画である。全合成中間体は、検討に必要な量が確保できないため、６員環内にエノールトリフラート部位を有するアルデヒドに3-メトキシフランを連結したモデル化合物を用いることとした。まず、低収率の原因を明らかにする目的で、モデル化合物とジエノールシリルエーテルの反応をバッチ法で検討した結果、活性中間体であるα-スタンニルエノンが熱的に不安定であることを見出した。フロー法を適用するに当たって、反応条件を設定するための重要な知見が得られた。
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| 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
ソラノエクレピンAの大量供給に向けて、合成中盤の鍵でとなる3-メトキシフランの大量合成に道筋がつけられた。続く分子内Diels-Alder反応の前駆体合成については、フロー合成の適用には至っていないものの、モデル化合物を用いた予備的検討により、反応条件を適切に設定するための重要知見が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
分子内Diels-Alder反応の前駆体合成を引き続き検討し、現時点で最大44％の収率を75％以上に改善する。その際、不安定なα-スタンニルエノンを経由する従来法では収率改善が達成されない場合には、より安定な酢酸ユニットを先に導入し、続いてオレフィンユニットを導入する二段階法も検討する予定である。
これでも収率改善が困難な場合には、分子内Diels-Alder反応を取りやめて、別途合成した酸素架橋６員環ユニットと、ソラノエクレピンＡの右側ユニットを連結する別ルートを検討する。本課題の最終目的であるソラノエクレピンＡの大量供給に向けて、広範な合成手法を柔軟に取り入れる予定である。
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