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2016 年度 実施状況報告書

環転位メタセシスおよび生合成模倣反応を利用した新規骨格構築法の開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K05504
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

高尾 賢一  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70287481)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードメタセシス / 骨格変換 / 生物活性天然物 / シクロブテンカルボン酸 / ブテノリド / 生合成模倣反応
研究実績の概要

特異な構造を有する標的分子をできる限り短工程で合成するには、従来にはない画期的な合成戦略が求められている。本研究者は連続メタセシス反応に着目し、今まで積極的に利用されることが少なかったシクロブテンカルボン酸エステルを基質に用いた骨格変換を伴う新規なメタセシス反応(環転位メタセシス反応)の開発に成功している。本研究では、これに生合成を模倣した反応を組み合わせることで、さらに複雑な構造を有する分子の構築を目指している。
平成28年度は27年度から引き続き、特異な構造を有する天然物アクアトリドの全合成に取り組んだ。出発物質としてパントラクトンを用いることにより、光学活性体として環転位メタセシス反応(開環-閉環メタセシス反応)の基質を合成した。シクロブテン環の歪みが大きいことから、期待した通りに効率良くγ-ブテノリドへの環転位メタセシス反応が進行した。炭素11員環の構築は、検討の結果、分子内野崎-檜山-岸反応を用いることで達成できた。次に、生合成を模倣した分子内[2+2]光環化付加反応を検討したところ、アルコール体を基質に用いた場合は非天然型の炭素骨格が得られたが、ケトン体を用いた場合に望む天然型のビシクロ[2.1.1]ヘキサン骨格の構築に成功した。
また、構造が未解明であった天然物クラビラクトンDの全合成をシクロブテンカルボン酸エステルの環転位メタセシス反応を鍵として達成した。これにより、本天然物の構造を初めて明らかにするとともに、本研究者が開発した環転位メタセシス反応の有用性を証明することができた。

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

アクアトリドの全合成研究については、シクロブテンカルボン酸エステルからγ-ブテノリドへと効率良く変換する環転位メタセシス反応を確立できた。炭素11員環を構築した後、生合成を模倣した分子内[2+2]光環化付加反応の反応条件を見出すことができた。これにより、アクアトリドが有する複雑な炭素骨格の効率的な構築を達成した。本合成において、当初は炭素11員環の構築に閉環メタセシス反応を予定していたが、検討の結果、分子内野崎-檜山-岸反応が効果的であることが判明した。分子内[2+2]光環化付加反応については、基質の検討を要したが、最終的には狙い通りの配向性で反応が進行し、望む生成物を得ることができた。本合成に加えて、環転位メタセシス反応を用いたクラビラクトンDの全合成および構造訂正に成功した。いくつかの研究グループがクラビラクトンを標的化合物としている中で、本全合成がクラビラクトンDの最初の例となった。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

アクアトリドの全合成研究については、基本骨格の構築を達成できたので、最終段階の官能基変換により全合成を完了したいと考えている。また、もう一方の標的化合物であるビールショウスキーシンの全合成研究も進めていきたい。従来の基質よりも酸化度の高いシクロブテンカルボン酸エステルを用いて環転位メタセシス反応を検討する予定である。現在、モデル実験を行っており、これにより得られた知見を活かしたい。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Total Synthesis and Structural Revision of Clavilactone D2017

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Takao, Ryuichi Nemoto, Kento Mori, Ayumi Namba, Keisuke Yoshida, Akihiro Ogura
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 23 ページ: 3828-3831

    • DOI

      10.1002/chem.201700483

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] クラビラクトンDの全合成および構造訂正2017

    • 著者名/発表者名
      森 健斗、小椋章弘、高尾賢一
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 天然物合成を指向した合成法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      高尾賢一
    • 学会等名
      有機合成化学協会 有機合成化学後期(秋季)講習会
    • 発表場所
      日本薬学会長井記念ホール(東京都・渋谷区)
    • 年月日
      2016-11-16 – 2016-11-17
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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