2019 Fiscal Year Research-status Report
複素環の発光プローブ誘導化を指向したインドールテルペン類天然物の合成研究
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18K05460
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
谷本 裕樹 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (00581331)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 天然物合成 / クライゼン転位 / インドールテルペン / ラジカルカップリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度では、(R)-カルボンを出発物質としビニルトリフレート化、一酸化炭素と水もしくはメタノールとのパラジウム触媒によるクロスカップリングに続くオレフィン異性化により、クライゼン転位前駆体を合成していた。しかし、この合成経路は大量合成への展開ができず、また各合成段階での精製を必要とすることが判明し、更なる効率化が必要と判断した。そこで合成経路を変更し、同様に入手容易な(R)-プレゴンを出発原料とし、メトキシカルボニル化、還元、水酸基の脱離と異性化を同時に行うプロセスを採用したところ、グラムスケールでの大量合成が可能となっただけでなく、高価な遷移金属ならびに途中の精製過程を全く必要としない迅速な合成経路を確立できた。
その後、クライゼン転位等を経て合成した前駆体を用い、インドールメチル基導入を伴う第4級炭素中心構築を検討した。しかし予想外なことに、文献報告されていた合成反応が全く進行しないどころか、文献に記載されている反応すら満足に進行しないことが明らかとなった。そのため計画を変更し、第4級炭素中心構築後にインドール骨格を構築する必要に迫られた。種々の検討の結果、第4級炭素の構築には成功したが立体異性体の分離が困難であり、現在はその分離と立体化学の決定を行っている。
一方、典型元素複素環誘導体の合成に向けた予備検討として、高周期14族元素のゲルマニウムを含む有機分子の合成を並行して進めた。その結果、同族元素の炭素では不可能な超配位構造を有したゲルマニウムジラクトン化合物を得ることができた。この結果は炭素原子による誘導体にはない、超配位構造による新しい生物活性ならびにその作用機序をもたらすことができる結果と考えられ、投稿準備中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
概要で記したとおり、第4級炭素構築法が全く進行せず、参考文献の著者との情報交換を行いつつ種々検討を行ったものの、文献例の追試験ともども満足のいく結果を得ることができなかった。結果として、ラジカルクロスカップリングによる第4級炭素中心構築後に複素環を構築する迂回経路へと変更することとなった。様々検討の結果、中程度の収率にて目的化合物を得る条件を見出したが、使用していたカップリング基質が当該年度になってどのメーカーからも販売中止になり、今後継続して本経路による合成を進めることが困難となった。そのため、新たに別のカップリング相手を用いて合成を再検討せざるを得なくなった。結果として、目的の第4級炭素構築は成功したが、分離困難な立体異性体の混合物となったことから、分離精製と立体化学の決定を優先する必要に迫られた。
以上のように、第4級炭素中心構築と複素環部導入に、想定外の困難があったことから当初の計画からは遅延している。しかし、前年度からの原料合成の大幅な改良を達成し今後の分子合成のスムーズな推進が期待できるようになった。さらに、生物活性を指向した高配位高周期元素化合物の合成を確立しており、典型元素誘導体合成に向けた予備的知見の収集は順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
改良合成経路による迅速な基質持ち上げを活用し、第4級炭素構築の反応条件を更に精査し、立体選択性を向上させる。そののち、各種インドール環構築法を経てスアベオリンドールならびに生合成仮説による経路をへて各種類縁体の合成を達成する。
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| Causes of Carryover |
研究の進捗状況に合わせた機器購入を計画していたが、研究の進行具合を考慮し、備品購入を次年度に見送ったことから次年度での使用額が生じた。
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