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2019 年度 実施状況報告書

創薬化学を指向した三次元構造に対する効率的変換法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K23621
研究機関東京大学

研究代表者

金澤 純一朗  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特任助教 (60844636)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
キーワード創薬化学 / 三次元化合物 / 電荷シフト結合 / ビシクロ[1.1.1]ペンタン / [1.1.1]プロペラン / 反応開発 / 光反応 / シリルボラン
研究実績の概要

近年の創薬化学では、ベンゼン環に代表される sp2 炭素を主とする平面構造から脱却し、物性や安全性の点で優れた sp3 炭素からなる三次元化合物が求められている。その中でも、ビシクロ[1.1.1]ペンタン (以下、BCP) は、ベンゼン環の生物学的等価体として、また最少ビシクロ化合物として近年特に注目されている三次元化合物である。しかしながら、BCP は高度に歪んだ多環構造を有するため、その合成化学は一般に困難を伴い、入手・利用可能な BCP 誘導体は限られている。特に、橋頭位である 1,3-位に官能基を非対称に導入する新たな反応の開発が望まれている。
前年度は、低沸点かつ不安定な BCP の原料である [1.1.1]プロペラン (以下、プロペラン) を、安定かつ多様な誘導体化が可能な BCP 化合物に変換することを研究の目的に設定した。そこで、プロペランをホウ素・ケイ素官能基を有する非対称二置換 BCP に変換するために、プロペランに対するシラボレーションの開発を検討した。購入可能な試薬である Me2PhSi-Bpin (pin=pinacolato) をホウ素・ケイ素源として、反応条件を検討したところ、添加剤フリーの条件下、高収率にて目的のシラボレーションが進行することを見出した。本反応は、カラムクロマトグラフィー精製を必要とせず、グラムスケールでの合成が可能であった。生成物である、ホウ素・ケイ素化された BCP 誘導体は長期保存可能で取り扱いが容易であり、分子内転位反応による多様な変換が可能であることを見出した。さらに、嵩高い BCP の橋頭位における鈴木-宮浦カップリング反応を可能にする新たな反応条件を見出し、分子間カップリング反応を実現した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の目的であったプロペランに対するシラボレーションを開発することで、多様な変換が可能であり、長期保存可能なホウ素・ケイ素化された BCP の簡便合成法を確立した。さらに、生成物の変換反応を開発することで、生理活性物質の誘導体を含む幅広い BCP 化合物を合成した。本成果は、本年の Angew. Chem. Int. Ed. 誌に採択された。
さらに、プロペランは低沸点かつ不安定であり用事調製が必要であることが課題であるが、その安定前駆体を用いた新たなプロペラン合成法を見出した。

今後の研究の推進方策

今後は、安定前駆体を用いたプロペラン合成の最適化ならびに簡便な精製法の確立に向けての検討を実施する。

次年度使用額が生じた理由

当初、昨年度の購入を予定していたフロー合成装置を、今年度に購入することにしたため次年度使用額が生じた。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Silaboration of [1.1.1]Propellane: A Storable Feedstock for Bicyclo[1.1.1]pentane Derivatives2020

    • 著者名/発表者名
      Kondo Masaki、Kanazawa Junichiro、Ichikawa Tomohiro、Shimokawa Takumi、Nagashima Yuki、Miyamoto Kazunori、Uchiyama Masanobu
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 ページ: 1970~1974

    • DOI

      10.1002/anie.201909655

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shimalactone Biosynthesis Involves Spontaneous Double Bicyclo‐Ring Formation with 8π‐6π Electrocyclization2020

    • 著者名/発表者名
      I. Fujii、M. Hashimoto、K. Konishi、A. Unezawa、H. Sakuraba、K. Suzuki、H. Tsushima、M. Iwasaki、S. Yoshida、A. Kudo、R. Fujita、A. Hichiwa、K. Saito、T. Asano、J. Ishikawa、D. Wakana、Y. Goda、A. Watanabe、M. Watanabe、Y. Masumoto、J. Kanazawa、H. Sato、M. Uchiyama
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 ページ: 8464~8470

    • DOI

      10.1002/anie.202001024

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shelf-Stable (E)- and (Z)-Vinyl-λ3-chlorane: A Stereospecific Hyper-vinylating Agent2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Yuichiro、Takagi Taisei、Miyamoto Kazunori、Kanazawa Junichiro、Uchiyama Masanobu
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 22 ページ: 3469~3473

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c00924

    • 査読あり
  • [雑誌論文] BF3-Catalyzed Skeletal Rearrangement of 7-En-2-ynones to endo-Type Cyclic Dienes2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Daisuke、Watanabe Yuichiro、Noguchi Keiichi、Kanazawa Junichiro、Miyamoto Kazunori、Uchiyama Masanobu、Saito Akio
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c00949

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthetic Studies on Pactamycin: A Synthesis of Johnson’s Intermediate2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Yusuke、Ouchi Hitoshi、Inai Makoto、Osawa Taisei、Yoshimura Fumihiko、Kanazawa Junichiro、Uchiyama Masanobu、Kondo Mitsuru、Kan Toshiyuki
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 22 ページ: 3515~3518

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c00959

    • 査読あり
  • [学会発表] 非対称二置換ビシクロ[1.1.1]ペンタンの合成法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      金澤純一朗、内山真伸
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
  • [学会発表] 非対称二置換ビシクロ[1.1.1]ペンタン: 電荷シフト結合に対するラジカル多成分反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      金澤純一朗、内山真伸
    • 学会等名
      第116回有機合成シンポジウム
  • [学会発表] カルボランアニオンを基盤とした新規骨格を有する弱配位性アニオン種の合成とその性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      渡部衛、北沢裕、宮本和範、金澤純一朗、内山真伸
    • 学会等名
      第45回 反応と合成の進歩シンポジウム
  • [学会発表] カルボランアニオンによる新奇集合体の創製と機能創出2019

    • 著者名/発表者名
      吉井竜也、金澤純一朗、内山真伸、木村睦、北沢裕
    • 学会等名
      第9回 CSJ化学フェスタ2019

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公開日: 2021-01-27  

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