天然物の選択的修飾を可能にする機能性触媒の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14J12296
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 伊藤 創一 東京大学, 薬学(系), 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Keywords: ホウ素 / ルイス酸 / 糖

Outline of Annual Research Achievements

新規医薬品の開発が困難となりつつある近年において、自然環境において生物活性を持つべく生合成される天然物の誘導体化は重要性を増していると言える。しかしながら、天然物は一般に多くの不斉中心と極性官能基からなる複雑な構造を持つため、短工程にて多様な誘導体を合成することが困難である。そこで、天然物を誘導体化する効率的な方法として官能基の選択的修飾が挙げられる。短工程で誘導体化することを目指す上で、無保護の基質に対して官能基および位置選択的な修飾法が望ましい。そこで、標的とする官能基選択的な修飾を可能にする触媒の開発を目指すこととした。この触媒に選択性を与える方法として、標的官能基近傍でのみ活性化する機能を発現させることを考えた。
このような触媒には特定のモチーフを認識し、触媒を標的官能基近傍に一時的に固定する機能と活性化状態のON-OFFをスイッチする機能が求められる。これらの機能を実現する触媒構造として、ルイス酸であるホウ酸系試薬とルイス塩基である求核触媒構造を適切に組み合わせたものを考案した。この触媒が持つべき機能は、分子内でホウ酸系試薬と求核触媒構造がボレートを形成し、求核触媒の活性がOFFになることと、ホウ酸系試薬が1,2-ジオールを認識して分子内ボレート形成を解消し、求核触媒の活性が標的官能基の近傍でONになることの二つである。
このような分子を合成し検討を行ったものの、期待していた反応性は得られなかった。しかしながら、予想外に糖に対する炭素炭素結合形成反応の発見に繋がった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

目的の触媒機能の発現には至っていないものの、ホウ素系試薬による水酸基の認識を活かした反応を見出すという意味では進展があったと言えるから。発見した反応性を利用することで、無保護の安価な糖から糖骨格を有する医薬品を合成することが原理的には可能である。

Strategy for Future Research Activity

このたび発見した糖に対する炭素炭素結合形成反応を利用して、医薬品リレンザの合成に取り組む。医薬品を安価な原料から合成することは、天然物の選択的修飾により医薬品リード化合物を探索することに勝るとも劣らない重要性を持つ。さらに、リレンザの持つ三つの水酸基の中から特定の水酸基を選択的に修飾することをホウ素試薬により可能にすることを目指すこととした。