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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Innovative Photoreactions by MI Implementation: Presentation and Realization of an Unexplored Retro Synthetic Strategy for Highly Oxidized Natural Products

Publicly Offered Research

Project AreaDigitalization-driven Transformative Organic Synthesis (Digi-TOS)
Project/Area Number 22H05341
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

長友 優典  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 講師 (70634161)

Project Period (FY) 2022-06-16 – 2024-03-31
Keywords全合成 / タキソール / マテリアルズインフォマティクス / 二酸化チタン / テルペノイド
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、マテリアルズ・インフォマティクス(MI)を活用した光脱炭酸型C(sp3)-C(sp3)/C(sp2)カップリング反応の実現に挑戦している。
可視光照射/TiO2条件下、カルボン酸からの脱炭酸を経て生じるアルコキシラジカルの二量化および分子間付加反応を、MIの実装により進化(深化)させ、さらにTiO2/Ni触媒協働型クロスカップリング反応の実現を目指している。
本年度は、可視光照射/白金担持TiO2条件下、カルボン酸からの脱炭酸を経て生じるアルコキシラジカルの分子間付加反応を活用して、抗がん剤タキソールの不斉全合成を総34工程で達成した。
本成果は著名な国際学術誌Angewandte Chemie International Editionにて発表した。
多数の酸素官能基で修飾された複雑な構造の中間体にも適用な本合成戦略は、タキソールをはじめとした多くの複雑天然物の合成へと応用可能であり、本成果によりラジカル反応を基盤とした複雑天然物の収束的合成戦略の有用性を示し、創薬における有機合成化学の進化を加速することが期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

可視光照射/白金担持TiO2条件下、カルボン酸からの脱炭酸を経て生じるアルコキシラジカルの分子間付加反応を活用して、抗がん剤タキソールの新たな合成経路を確立した。本合成経路は既存のAI逆合成解析ツールでは提示しえない合成経路であり、当初の目標通り、有機合成の世界(データベース:DB)に革新的な逆合成戦略を提示できた。
一方で、MI活用によるTiO2/Ni触媒協働型クロスカップリング反応の実現が未踏であるため。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通り、以下の二点A/Bを強力に推進する。
A:マテリアルズ・インフォマティクス(MI)を活用した光脱炭酸型C(sp3)-C(sp3)/C(sp2)カップリング反応の実現; 可視光照射/TiO2条件下、カルボン酸からの脱炭酸を経て生じるアルコキシラジカルの二量化および分子間付加反応を、MIの実装により進化(深化)させる。さらにTiO2/Ni触媒協働型クロスカップリング反応の実現を目指す。
B:1工程の付加価値を最大化した高酸化度天然物の未踏逆合成経路の提示と実現; 高酸化度な複雑天然物を現存のAI逆合成解析ツールでは提示しえない合成経路で収束的かつ網羅的に不斉全合成し、革新的な逆合成戦略を(データベース:DB)に提示する。

  • Research Products

    (22 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Total Synthesis of Taxol Enabled by Inter‐ and Intramolecular Radical Coupling Reactions2023

    • Author(s)
      Imamura Yusuke、Takaoka Kyohei、Komori Yuma、Nagatomo Masanori、Inoue Masayuki
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 62 Pages: e202219114

    • DOI

      10.1002/anie.202219114

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Total Synthesis of Taxol Enabled by Inter‐ and Intramolecular Radical Coupling Reactions2023

    • Author(s)
      Imamura Yusuke、Takaoka Kyohei、Komori Yuma、Nagatomo Masanori、Inoue Masayuki
    • Journal Title

      Angewandte Chemie

      Volume: 135 Pages: e202219114

    • DOI

      10.1002/ange.202219114

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] α-Arylation of Cyclopentanones by Palladium/Enamine Cooperative Catalysis2023

    • Author(s)
      Submitted by;Yibin Xue;Arjuna Parsad;Guangbin Dong;Checked by;Jaejoong Han;Masanori Nagatomo;Masayuki Inoue
    • Journal Title

      Organic Syntheses

      Volume: 100 Pages: 99~112

    • DOI

      10.15227/orgsyn.100.0099

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高酸化度複雑天然物全合成からの学び2023

    • Author(s)
      長友優典
    • Organizer
      日本薬学会第143年会, 有機合成化学の若い力:大志をいだき未開の地を切り拓くシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 高酸化度多環式テルペノイドの網羅的全合成への挑戦2023

    • Author(s)
      長友優典
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会, 第37回若い世代の特別講演証
    • Invited
  • [Presentation] 高酸化度多環式テルペノイドの網羅的全合成への挑戦2023

    • Author(s)
      長友優典
    • Organizer
      日本農芸化学会 2023年度大会, 農芸化学の新たな潮流:有機化学で新風を巻き起こす研究者たちシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 高酸化度多環式テルペノイドの網羅的全合成への挑戦2023

    • Author(s)
      長友優典
    • Organizer
      デジタル有機合成化学 第三回成果報告会
    • Invited
  • [Presentation] トリゴチェリンAの合成研究2023

    • Author(s)
      高岡恭兵, 長友優典, 井上将行
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] ダフナン・チグリアン・ラムノフォランジテルペン類の網羅的全合成2023

    • Author(s)
      渡邉歩, 廣瀬哲, 長友優典, 井上将行
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] グラジェニセリンDの不斉全合成研究2023

    • Author(s)
      大賀恭平, 長友優典, 井上将行
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] タキソールの収束的全合成2023

    • Author(s)
      渡辺崇央, 大賀恭平, 長友優典, 井上将行
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] 高酸化度多環式テルペノイドの網羅的全合成への挑戦2023

    • Author(s)
      長友優典, 井上将行
    • Organizer
      デジタル有機合成化学 第三回成果報告会
  • [Presentation] ダフナン・チグリアン・ラムノフォランジテルペン類の網羅的全合成2022

    • Author(s)
      渡邉歩, 廣瀬哲, 長友優典, 井上将行
    • Organizer
      第39回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • [Presentation] タキソールの全合成2022

    • Author(s)
      今村祐亮, 高岡恭兵, 長友優典, 井上将行
    • Organizer
      第121回有機合成シンポジウム
  • [Presentation] タキソールの全合成2022

    • Author(s)
      長友優典, 井上将行
    • Organizer
      デジタル有機合成化学 第二回成果報告会
  • [Presentation] トリゴチェリンAの合成研究2022

    • Author(s)
      高岡恭兵, 長友優典, 井上将行
    • Organizer
      第55回天然物化学談話会
  • [Presentation] タキソールの合成研究2022

    • Author(s)
      大賀恭平, 長友優典, 井上将行
    • Organizer
      第55回天然物化学談話会
  • [Presentation] タキサンジテルペンの統一的全合成2022

    • Author(s)
      今村祐亮, 吉岡駿, 長友優典, 井上将行
    • Organizer
      第21回東京大学生命科学シンポジウム
  • [Remarks] 東京大学大学院薬学系研究科天然物合成化学教室HP

    • URL

      https://inoue.f.u-tokyo.ac.jp/index.html

  • [Remarks] 抗がん剤タキソールの全合成: 特異な縮環構造を有する複雑天然物の完全化学合成

    • URL

      https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/z0111_90029.html

  • [Remarks] 抗がん剤タキソールの全合成を達成

    • URL

      https://www.f.u-tokyo.ac.jp/topics.html?page=0&key=1674450601

  • [Remarks] 分子間および分子内ラジカル反応を活用したタキソールの全合成

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2023/02/taxol.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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