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2021 年度 実績報告書

ハイブリッド触媒系による多成分連結型連続反応の開発と全合成への展開

計画研究

研究領域分子合成オンデマンドを実現するハイブリッド触媒系の創製
研究課題/領域番号 17H06452
研究機関東京大学

研究代表者

井上 将行  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (70322998)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワードハイブリッド触媒 / 触媒・化学プロセス / 合成化学 / 全合成 / 天然物
研究実績の概要

多くの酸素官能基や四置換炭素を有するタキソールに代表される官能基密集型天然物は、 タンパク質を介した信号伝達の新たな制御試薬や革新的な医薬品を提供するための重要なリード構造になる潜在性を持っている。しかし、自然界からの単離は困難であることが多く、創薬応用のためには全合成が必要である。我々はラジカル反応を全合成へ応用してきた。炭素ラジカルを用いた炭素-炭素結合形成反応は、穏和な中性条件下、高化学選択的に進行するため、有機合成化学の観点から極めて有用である。2021年度は、新規収束的戦略の開発と官能基密集型天然物の効率的全合成の実現により、課題を大きく進展させた。
TiO2の光触媒能を利用した脱炭酸型ラジカル連結反応を見出した。本反応は、官能基密集型天然物の収束的合成に適しているだけでなく、CO2とH2のみが副成するため環境調和性が高い。さらに、本反応をタキソール全合成における鍵反応へと応用した。
オイオニミノールオクタアセテートはP糖タンパク質阻害活性を有し、3環性の骨格上に9個の酸素官能基を有する。特に分岐炭素鎖の構築は困難である。我々は、ビニルラジカルを利用した分子内反応によって、分岐炭素鎖を立体選択的に構築し、オイオニミノールオクタアセテートの不斉全合成を達成した。
レジニフェラトキシンは、新規鎮痛薬として期待されており、5/7/6員環に、7つの連続不斉中心を含む多数の酸素官能基を有する。我々は、すでに報告している全合成ルートを再構築し、官能基変換および合成経路を最適化した。その際、光触媒を用いた脱炭酸型ラジカル環化反応を用いることで、7員環を立体選択的に合成した。これにより、レジニフェラトキシンの全合成の工程数を41から26に削減した。さらに、類縁天然物である、クロトホルボロン、プロストラチンおよびチニアトキシンの網羅的全合成を短工程(16-20工程)で達成した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

長友優典 令和3年度東京大学卓越研究員・伊藤寛晃 2021年度天然物化学談話会奨励賞
T. ShimakawaおよびA. Watanabe, PACIFICHEM 2021, Student Poster Competition Award
渡辺崇央, 複素環化学討論会, 優秀発表賞・高岡恭兵, 日本薬学会関東支部大会, 優秀口頭発表賞・渡邉歩, 次世代を担う有機化学シンポジウム, 優秀発表賞

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 7件、 招待講演 6件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Total Synthesis of Resiniferatoxin Enabled by Photocatalytic Decarboxylative Radical Cyclization2022

    • 著者名/発表者名
      Hikone Yuto、Kato Takehiro、Nagatomo Masanori、Inoue Masayuki
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 24 ページ: 929~933

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c04286

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced Decarboxylative Radical Coupling Reaction of Multiply Oxygenated Structures by Catalysis of Pt-Doped TiO22021

    • 著者名/発表者名
      Kuwana Daiki、Komori Yuma、Nagatomo Masanori、Inoue Masayuki
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 87 ページ: 730~736

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c02736

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Synthesis of Euonymine and Euonyminol Octaacetate2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Yinghua、Nagai Toshiya、Watanabe Itsuki、Hagiwara Koichi、Inoue Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 ページ: 21037~21047

    • DOI

      10.1021/jacs.1c11038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unified Total Syntheses of Rhamnofolane, Tigliane, and Daphnane Diterpenoids2021

    • 著者名/発表者名
      Hirose Akira、Watanabe Ayumu、Ogino Kohei、Nagatomo Masanori、Inoue Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 ページ: 12387~12396

    • DOI

      10.1021/jacs.1c06450

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of Pentacyclic Limonoid Skeletons via Radical Cascade Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      Mutoh Hiroyuki、Nakamura Shu、Hagiwara Koichi、Inoue Masayuki
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 86 ページ: 6869~6878

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c00212

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Syntheses of Hikosamine and Hikizimycin2021

    • 著者名/発表者名
      Fujino Haruka、Nagatomo Masanori、Inoue Masayuki
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 86 ページ: 16220~16230

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c01773

    • 査読あり
  • [学会発表] (-)-オイオニミンの全合成2022

    • 著者名/発表者名
      永井利也, 萩原浩一, 井上将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会, オンライン, 2022年3月25日~3月28日
  • [学会発表] プベルリンCの全合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      島川典, 中村柊, 浅井響, 萩原浩一, 井上将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会, オンライン, 2022年3月25日~3月28日
  • [学会発表] プベルリンCのAE環部の不斉合成2022

    • 著者名/発表者名
      浅井響, 島川典, 中村柊, 萩原浩一, 井上将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会, オンライン, 2022年3月25日~3月28日
  • [学会発表] バトラコトキシンの全合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      渡邉祐基, 萩原浩一, 井上将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会, オンライン, 2022年3月25日~3月28日
  • [学会発表] プレミルシノールの合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      田口淳一, 藤野遥, 井上将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会, オンライン, 2022年3月25日~3月28日
  • [学会発表] プレミルシナン類の高酸化度A環部の合成2022

    • 著者名/発表者名
      小森優真, 藤野遥, 井上将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会, オンライン, 2022年3月25日~3月28日
  • [学会発表] Radical-Based Approach for Synthesis of Complex Natural Products2021

    • 著者名/発表者名
      M. Inoue
    • 学会等名
      PACIFICHEM, Honolulu, Hawaii, USA, Online, December 18, 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Radical-Based Approach for Synthesis of Complex Natural Products2021

    • 著者名/発表者名
      M. Inoue
    • 学会等名
      Department of Chemistry, University of Oxford, Oxford, UK, November 18, 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 薬を創る化学2021

    • 著者名/発表者名
      井上将行
    • 学会等名
      高校生のための東京大学オープンキャンパス2021 模擬講義, 東京大学, 東京都, 文京区, 2021年7月10日
    • 招待講演
  • [学会発表] ラジカル反応の活用による複雑分子構築の単純化2021

    • 著者名/発表者名
      井上将行
    • 学会等名
      日本プロセス化学会2021サマーシンポジウム, オンライン, 2021年6月24日
    • 招待講演
  • [学会発表] 薬を創る化学2021

    • 著者名/発表者名
      井上将行
    • 学会等名
      EMPプログラム, 東京大学, 東京都, 文京区, 2021年6月11日
    • 招待講演
  • [学会発表] ラジカル反応の活用による複雑分子構築の単純化2021

    • 著者名/発表者名
      井上将行
    • 学会等名
      第31回万有福岡シンポジウム, 九州大学, 福岡県, 福岡市, オンライン, 2021年6月5日
    • 招待講演
  • [学会発表] Third-Generation Total Synthesis of Resiniferatoxin2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Hikone, M. Nagatomo, M. Inoue
    • 学会等名
      AIMECS 2021, Online, November 29, 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Unified Total Syntheses of Tigliane, Daphnane, and Rhamnofolane Diterpenoids2021

    • 著者名/発表者名
      M. Nagatomo, M. Inoue
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2021, Online, December 17-22, 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthetic Study of Highly Oxygenated Dihydro-β-Agarofuran Sesquiterpenoids2021

    • 著者名/発表者名
      T. Nagai, Y. Wang, I. Watanabe, K. Hagiwara, M. Inoue
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2021, Online, December 17-22, 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthetic Study of Puberuline C2021

    • 著者名/発表者名
      T. Shimakawa, S. Nakamura, K. Hagiwara, M. Inoue
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2021, Online, December 17-22, 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Total Synthesis of Resiniferatoxin2021

    • 著者名/発表者名
      A. Watanabe, A. Hirose, M. Nagatomo, M. Inoue
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2021, Online, December 17-22, 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] バトラコトキシンの全合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉祐基, 萩原浩一, 井上将行
    • 学会等名
      第119回有機合成シンポジウム, オンライン, 2021年11月9日~11月10日
  • [学会発表] タキソールの合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺崇央, 大賀恭平, 長友優典, 井上将行
    • 学会等名
      第50回複素環化学討論会, オンライン, 2021年10月7日~10月9日
  • [学会発表] TiO2を用いた脱炭酸型ラジカルカップリング反応の開発による高酸化度化合物の構築2021

    • 著者名/発表者名
      長友優典, 桑名大輝, 井上将行
    • 学会等名
      第47回反応と合成の進歩シンポジウム, オンライン, 2021年10月2日~10月5日
  • [学会発表] タキソールCD環部の合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      高岡恭兵, 今村祐亮, 長友優典. 井上将行
    • 学会等名
      第65回日本薬学会関東支部大会, オンライン, 2021年9月11日
  • [学会発表] プベルリンCの全合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      中村柊, 島川典, 浅井響, 萩原浩一, 井上将行
    • 学会等名
      第118回有機合成シンポジウム, 球種大学伊都キャンパス, 福岡県, 福岡市, オンライン, 2021年6月23日~6月24日
  • [学会発表] レジニフェラトキシンの短工程全合成2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉歩, 廣瀬哲, 長友優典, 井上将行
    • 学会等名
      第19回次世代を担う有機化学シンポジウム, オンライン, 2021年5月28日~5月29日
  • [学会発表] クラジェニセリンDの全合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      張可樹, 長友優典, 井上将行
    • 学会等名
      第79回有機合成化学協会関東支部シンポジウム, オンライン, 2021年5月29日
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科天然物合成化学教室ホームページ

    • URL

      https://inoue.f.u-tokyo.ac.jp/

  • [備考] ジヒドロ-β-アガロフラン類:オイオニミンとオイオニミノールオクタアセテートの全合成

    • URL

      https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/z0111_00040.html

  • [備考] ジヒドロ-β-アガロフラン類:オイオニミンとオイオニミノールオクタアセテートの全合成

    • URL

      https://www.f.u-tokyo.ac.jp/topics.html?page=0&key=1638858625

  • [備考] 抗HIV活性や抗鎮痛活性を有する複雑天然物群の全合成

    • URL

      https://www.f.u-tokyo.ac.jp/topics.html?page=1&key=1627554323

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公開日: 2022-12-28  

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