2015 Fiscal Year Annual Research Report
炭素小員環化合物とヘテロ原子の複合利用による高次構造天然物の合成
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15H03806
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
谷野 圭持 北海道大学, 理学研究院, 教授 (40217146)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 合成化学 / 有機化学 / 天然物 / 環化反応 / 転位反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、炭素小員環の特徴（歪みエネルギーに由来する高反応性）とヘテロ原子の特性（カルボアニオンおよびカルボカチオンの安定化等）の組み合わせによる独自の反応設計を行い、従来の天然物合成を刷新する効率的合成手法を開発することにある。
4員環炭素骨格は高度な歪みのため構築困難であり、その合成法は［2+2］付加環化反応など限られている。初年度の反応開発において、ビニルスルフィドの求核性を利用した炭素4員環の位置および立体選択的構築法を検討した。まず、ジチオアセタールから調製したアニオン種を6員環エポキシドに作用させて、２位にジチオアセタール側鎖を有するシクロヘキサノールを立体選択的に合成した。チオールのβ脱離と水酸基のメシル化を経て合成した基質に、シリルスルフィド存在下二塩化エチルアルミニウムを作用させると、分子内環化反応が進行してシクロブタノンの保護体に相当するジチオアセタールが高収率で得られた。対応するシクロヘキセンとジクロロケテンの［2+2］付加環化反応を用いて合成したシクロブタノンは4種の異性体混合物となったことから、位置および立体選択的にビシクロ［4.2.0］オクタン誘導体を与える本法の有用性が示された。
生物活性天然物レジニフェラトキシンなどに含まれるダフナン骨格は、5, 6, 7員環が縮環した複雑な構造を有する。初年度の天然物合成研究では、独自に開発したジビニルシクロプロパン転位反応を鍵とする新規ダフナン骨格構築法の開発を目指した。最初に、2位と3位に側鎖を有するシクロプロパンカルボニトリルの合成法を確立し、これと5員環エノンの付加反応によりジビニルシクロプロパン誘導体を合成した。このものを150 ℃に加熱して転位反応を行位、ヒドロアズレン誘導体に変換した。シアノ基の変換と、閉環メタセシス反応を行い、ダフナン骨格のABC環に対応する化合物の合成に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
反応開発と天然物合成に同時に着手し、双方について重要な知見が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
フォルボール合成を継続しつつ、ジベレリン類の全合成研究に着手する予定である。ジベレリン類は、植物に対する成長促進物質として発見されたテルペノイドであり、これまでに130種以上の類縁体が知られている。それらは共通して４つの炭素環を含む複雑な縮環構造を有する。一方、申請者はシクロプロパン誘導体を経由する新たなビシクロ骨格構築法を見出している。すなわち、シリルメチル基とエノールエーテル部位を有するニトリルから調製したアニオンとケトンの付加体は、分子内環化反応によりシクロプロパン誘導体を与える。このものを四塩化チタンおよびトリフルオロ酢酸で処理すると、ケイ素の電子供与を受けてシクロプロパンが開環し、生じたケトアルデヒドの分子内アルドール反応を経てビシクロケトンが一挙に生成するというものである。この化合物はジベレリン類のCD環部に対応しており、分子左側のAB環部を構築することで全合成を達成する計画を立案した。まず、活性メチレン化合物との二重マイケル付加反応によりB環部５員環を構築する予定である。環化体を得たならばエステル部の増炭反応を経てA環部とE環ラクトン部の構築法を順次検討する。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Synthesis of Yellow and Red Fluorescent 1,3a,6a-Triazapentalene and Theoretical Investigation of Optical Properties2015
Author(s)
Kosuke Namba, Ayumi Osawa, Akira Nakayama, Akane Mera, Fumi Tano, Yoshiro Chuman, Eri Sakuda, Tetsuya Taketsugu, Kazuyasu Sakaguchi, Noboru Kitamura, and Keiji Tanino
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Journal Title
Chemical Science
Volume: 6
Pages: 1083-1093
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Total Synthesis of Palau‘amine2015
Author(s)
Kosuke Namba, Kohei Takeuchi, Yukari Kaihara, Masataka Oda, Akira Nakayama, Atsushi Nakayama, Masahiro Yoshida, and Keiji Tanino
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 6
Pages: 8731
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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