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2019 年度 実施状況報告書

位置・立体選択的反応を鍵段階とする生物活性物質の合成研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K05849
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

須貝 威  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (60171120)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード位置選択的反応 / リパーゼ / アセチル化 / 脱アセチル化 / 鎖状ポリオール / カタセラスモール類
研究実績の概要

生物活性物質の新しい合成法に寄与しうる、3つの手法のうち、2)鎖状ポリオールを基質とし、化学的手法・リパーゼ触媒による脱アセチル化など位置選択的変換の検討を重点的に行った。リパーゼによるエステルの加水分解やアルコールのエステル化は、立体障害、脱離能、求核剤の性質に大きな影響を受けることが知られているが、鎖状ポリオールでさらに深く検証した。
具体的には、キノコの一種オオモミタケから単離され、11β-HSD阻害作用を示すカタセラスモール類(C, D, E)を、同一骨格を持つD-グルタミン酸から網羅的に合成した。出発原料から誘導したペンタン-1,2,5-トリオールに対し、Candida antarcticaリパーゼ Bを触媒とし酢酸ビニルを用いたアシル化で、カタセラスモールEが定量的に得られた。アセチル化の位置選択性はリパーゼの種類や基質の絶対立体配置に影響を受けた。(R)-体のトリオールでは二か所の第一級アルコールのみがアセチル化されたが、(S)-体では第二級アルコールがアセチル化された化合物が副生した。Burkholderia cepaciaリパーゼを触媒とした場合も反応性が低下した。本合成ではカタセラスモールEの両鏡像体を合成し、比旋光度の符号の比較により、従来提唱されていた天然物の絶対立体配置を確認した。
重クロム酸酸化(78%)によりカタセラスモールCとし、カルボニル基に隣接する1-位の選択的脱保護(53%)によりカタセラスモールDを得た。位置選択的脱保護にはBurkholderia cepaciaリパーゼを触媒とし、メタノールを求核剤とするエステル交換が有効であった。ルイス酸Sc(OTf)3触媒による反応の選択性、あるいは、Candida antarcticaリパーゼ Bを用いた反応の選択性を大幅に上回った。

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

研究申請当初、生物活性物質の新しい合成法に寄与しうる、以下の3つの手法について検討することとした。1) 酵素触媒(微生物全菌体、市販単離還元酵素)による立体選択的な第二級アルコールの合成、2) ポリフェノールを基質とし、化学的手法・リパーゼ触媒による脱アセチル化など位置選択的変換の検討、3)天然に豊富で、入手容易な配糖体の活用である。本年度は2)について特段の成果を得て、研究実績にその内容を紹介した。現在1)および3)についても検討・進行中であり、次年度にはその成果を報告予定である。

今後の研究の推進方策

当初設定した目標に沿って、上記の1) 2)の生成物を活用し、有用生物活性物質の全合成を、そして3)の生成物から出発する半合成が最終的な目標である。抗炎症性、抗菌活性等をもつテルペン、ポリフェノール類などを合成標的化合物とする。
いずれの手法検討においても、当初掲げた推進方策に従い「選択性の向上」および「鍵段階の効率向上」を重視する。

次年度使用額が生じた理由

消耗品費(物品・試薬)などの執行に際し、当初の予定から若干の差額(474円)が生じたため。次年度の直接経費に加算して有効に使用する予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Comprehensive Semisyntheses of Catathelasmols C, D, and E from D-Glutamic Acid, Utilizing Lipase-catalyzed Site-selective Reactions on Intermediates2020

    • 著者名/発表者名
      Rinta Hashiba, Riichi Hashimoto, Momoko Nishiguchi, Toshifumi Kobayashi, Kengo Hanaya, Shuhei Higashibayashi, and Takeshi Sugai
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 84 ページ: 未定

    • DOI

      10.1080/09168451.2020.1754159

    • 査読あり
  • [学会発表] 酵素触媒や生物資源を活用した有用物質合成法への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      須貝 威
    • 学会等名
      第78回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Enzyme-assisted syntheses of bioactive compounds, originated from Scripps days2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Sugai
    • 学会等名
      2019 Scripps Korea Society Symposium
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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