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2023 年度 実施状況報告書

脱芳香族的官能基化反応を基盤とするクアシノイドトリテルペノイド類の全合成

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1772
配分区分基金
研究機関北海道大学

研究代表者

島川 典  北海道大学, 薬学研究院, 助教

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2025-03-31
キーワード有機合成化学 / 天然物化学
研究実績の概要

本年度は、以下の3つの研究課題に取り組み、顕著な研究成果を挙げた。
第一に、MTADを用いるピリジンの酸化的脱芳香族化反応の基質適用範囲を拡張し、生成物の更なる誘導体化を行った。これにより、ピリジン誘導体から、従来法では合成困難であった、多官能基化されたピぺリジン誘導体の合成法を確立した。本研究成果は、学術誌へと発表した。
第二に、2-デオキシアミノグリコシド抗生物質の一種であるサナマイシンBの全合成を完遂した。まず、昨年度確立した糖受容体および供与体の合成経路を最適化した。続いて、3種類の保護基の除去とアジ基の還元を一挙に実現可能とする反応条件を見出した。これにより、合成終盤の官能基変換に必要な工程数を大幅に削減し、ベンゼンから最長直線工程数11にて、サナマイシンBを不斉全合成できた。以上により、芳香族炭化水素の触媒的非対称化にもとづく合成戦略が、へテロ官能基の密集した複雑天然物の全合成において極めて有用であることを実証した。
第三に、高度に酸化されたノルピマランジテルペノイドの網羅的全合成研究に着手した。まず、立体選択的な分子内borylative Mizorogi-Heck反応を用いた第四級炭素構築を鍵として、3環性ラクトンを合成した。続いて、Pd触媒を用いた分子内および分子間炭素-炭素結合形成反応を組み合わせ、天然物の全炭素および酸化度導入の足掛かりとなる官能基を備えた5環性化合物を得た。続いて、電子豊富なベンゾフラン環存在下、化学・位置・立体選択的な酸素官能基導入法を見出した。以上の通り、本天然物群の網羅的全合成に向けて極めて重要な知見を得た。

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

本研究は、芳香族化合物の脱芳香族化と続く位置・立体選択的な官能基変換を利用する新規合成戦略の開発を目的としている。最終的に、開発した新戦略を複雑天然物の全合成へと適用し、その有用性を示す。
そこで、研究題材分子として、2-デオキシアミノグリコシド抗生物質の一種であるサナマイシンBを設定した。芳香族炭化水素の触媒的非対称化戦略に基づくサナマイシンBの合成経路を確立し、世界初の不斉全合成を達成した。以上により、芳香族炭化水素の触媒的非対称化にもとづく合成戦略が、へテロ官能基の密集した複雑天然物の全合成において極めて有用であることを実証できた。
続いて、従来のテルペノイドの合成戦略を刷新すべく、新たな研究課題へ着手した。すなわち、立体選択的な分子内borylative Mizorogi-Heck反応を用いた第四級炭素構築を鍵とする、高酸化度ノルピマランジテルペノイドの網羅的合成研究に着手した。本研究においても、天然物の全炭素を有する5環性化合物の合成に成功し、全合成にむけて極めて重要な成果を挙げた。
以上の結果から、本年度の研究は概ね順調に進行していると言える。

今後の研究の推進方策

本年度見出した立体選択的な分子内borylative Mizorogi-Heck反応について、立体選択性のさらなる向上を目指す。また、本鍵反応を最大限活用して、高酸化度ノルピマランジテルペノイドの網羅的全合成を完遂する。これにより、従来のテルペノイド全合成における合成戦略を刷新し、極めて有用性の高い新規方法論を提示する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Oxidative Dearomatization of Pyridines2024

    • 著者名/発表者名
      Siddiqi Zohaib、Bingham Tanner W.、Shimakawa Tsukasa、Hesp Kevin D.、Shavnya Andre、Sarlah David
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 146 ページ: 2358~2363

    • DOI

      10.1021/jacs.3c13603

    • 査読あり
  • [学会発表] プベルリンCの全合成2023

    • 著者名/発表者名
      島川 典
    • 学会等名
      第65回天然有機化合物討論会
  • [学会発表] Total Synthesis of Puberuline C2023

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Shimakawa
    • 学会等名
      The 70th Gordon Research Seminar -Natural Products and Bioactive Compounds-
    • 国際学会
  • [学会発表] Total Synthesis of Puberuline C2023

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Shimakawa
    • 学会等名
      The 70th Gordon Research Conference -Natural Products and Bioactive Compounds-
    • 国際学会
  • [備考] Dearomatization of Pyridines Using Arenophiles

    • URL

      https://www.chemistryviews.org/dearomatization-of-pyridines-using-arenophiles/

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公開日: 2024-12-25  

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