[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

イナミドを縮合剤とする新規アミド形成法

[スポンサーリンク]

2016年、江西師範大学のJunfeng Zhaoらは、イナミドを縮合剤として用いることで、一切の添加剤を必要とせず、ラセミ化フリーでペプチドを合成することに成功した。単純なアミドやジペプチドの合成だけでなく、ペプチドのセグメント縮合にも応用できる。

“Ynamides as Racemization-Free Coupling Reagents for Amide and Peptide Synthesis”
Long, H.; Silin, X.; Zhenguang, Z.; Yang, Y.; Zhiyuan, P.; Ming, Y.; Changliu, W.; Junfeng, Z.* J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 13135–13138. DOI: 10.1021/jacs.6b07230

問題設定

アミド結合の形成には、カルボン酸を活性化させる形での縮合剤が多く使用されている。しかし、これらの縮合剤を用いる場合、試薬自身や添加剤などに由来する多量の廃棄物が生じるため、原子効率に優れる反応剤が求められている。
イナミンは、高収率・添加剤不要でペプチドを合成できる縮合剤として1964年に報告されていた[1]。しかし、イナミンは熱に不安定で水とも反応し、さらにラセミ化も引き起こしやすいため実用的な縮合剤では無かった[2]。

技術や手法のキモ

イナミンの窒素置換基を電子求引基に変えたイナミドを用いることが鍵であった。本化合物は熱的に安定で、かつ水中でも反応に使用できる。また、電子求引基導入の結果として塩基性も低下しており、ラセミ化を抑制する効果もある。
今回の研究ではMYMsA、MYTsAを最適試薬として見いだしている。2工程の合成法にていずれも簡便に合成できる。

主張の有効性検証

①既存の縮合剤との比較

MYMsA, MYTsAのどちらを使用した場合でも、既存の縮合剤を使用した場合に比べ高収率で反応が進行した。かつ一切のラセミ化が見られていない。

②基質一般性

N末の保護基としてはBoc, Cbz, Fmocのいずれも適用可能である。アミノ酸側鎖に-OH,-SH,-CONH2,NHが含まれていても選択的に反応するため、側鎖の保護は必要ない。ValやAibといった立体障害が大きい基質でも、反応時間を長くすることで高い収率が得られているほか、大スケール(20 mmol)でも収率にはほぼ影響がない。ペプチドのフラグメント縮合にも応用できる。

③反応機構について

脂肪族・芳香族、不飽和カルボン酸に対してMYTsAを混合すると、室温で数時間以内に、高収率で対応するα-アシロキシイナミドが得られる。これらのα-アシロキシイナミドは全て室温で安定に存在した。また、強酸(TfOH)を触媒として加えると反応時間が2.4倍短縮されたという報告[3]がある。
これらの事実をもとに、α-アシロキシイナミド生成・ペプチド結合生成それぞれの段階について、反応機構解析が他研究者によって行われている(下図)[4]。
まずイナミドのプロトン化が起こりイミニウム種が生じ、カルボン酸が生じることでα-アシロキシイナミドが生成する。これがさらにもう一分子のカルボン酸と絡むことでアミド形成反応が進行し、副生成物としてスルホニルイミドが生じる。

論文[4]より引用

議論すべき点

  • AibやValなどの、立体障害の大きい基質でも高い収率を得られている点は特筆すべきだろう。
  • one-potかつ大スケールで反応を行えるため、大量合成にも応用可能。しかし、反応時間が長いのが欠点。
  • 5残基のペプチドであるLeu-Enkephalinの合成を行う場合、数日かかり、収率も70%まで落ちている。ラセミ化リスクを懸念してか活性化箇所をグリシンにしていることも注意点。他の基質をフラグメントカップリングに利用する場合、どれほどラセミ化するかは未知数。

参考文献

  1. Buijle, R.; Viehe, H. G. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1964, 3, 582. DOI: 10.1002/anie.196405822
  2. Weygand, F.; König, W.; Buyle, R.;Viehe, H. G. Chem. Ber. 1965, 98, 3632. DOI: 10.1002/cber.19650981130
  3. Hu, L.; Zhao, J. Synlett 2017, 28, 1663. DOI: 10.1055/s-0036-1588860
  4. Zhang, S.; Xing, H.; Deng, Z. Org. Biomol. Chem. 2017, 15, 6367. doi:10.1039/C7OB01378G
Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 重水は甘い!?
  2. 電池で空を飛ぶ
  3. 「産総研・触媒化学融合研究センター」ってどんな研究所?
  4. 白金イオンを半導体ナノ結晶の内外に選択的に配置した触媒の合成
  5. ショウリョウバッタが吐くアレについて
  6. 有機化学を俯瞰する –古代ギリシャ哲学から分子説の誕生まで–【前…
  7. UCLA研究員死亡事故・その後
  8. 300分の1を狙い撃つ~カチオン性ロジウム触媒による高選択的[2…

注目情報

ピックアップ記事

  1. ボーチ還元的アミノ化反応 Borch Reductive Amination
  2. メバスタチン /Mevastatin
  3. 表面処理技術ーChemical Times特集より
  4. 究極の黒を炭素材料で作る
  5. レドックス反応場の論理的設計に向けて:酸化電位ギャップ(ΔEox)で基質の反応性を見積もる
  6. 科学部をもっと増やそうよ
  7. 定番フィルム「ベルビア100」が米国で販売中止。含まれている化学薬品が有害指定に
  8. ジャーナル編集ポリシーデータベース「Transpose」
  9. 揮発した有機化合物はどこへ?
  10. ディーン・トースト F. Dean Toste

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年1月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

最新記事

理研の研究者が考える未来のバイオ技術とは?

bergです。昨今、環境問題や資源問題の関心の高まりから人工酵素や微生物を利用した化学合成やバイオテ…

水を含み湿度に応答するラメラ構造ポリマー材料の開発

第651回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院工学研究科(大内研究室)の堀池優貴 さんにお願い…

第57回有機金属若手の会 夏の学校

案内:今年度も、有機金属若手の会夏の学校を2泊3日の合宿形式で開催します。有機金…

高用量ビタミンB12がALSに治療効果を発揮する。しかし流通問題も。

2024年11月20日、エーザイ株式会社は、筋萎縮性側索硬化症用剤「ロゼバラミン…

第23回次世代を担う有機化学シンポジウム

「若手研究者が口頭発表する機会や自由闊達にディスカッションする場を増やし、若手の研究活動をエンカレッ…

ペロブスカイト太陽電池開発におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用

持続可能な社会の実現に向けて、太陽電池は太陽光発電における中心的な要素として注目…

有機合成化学協会誌2025年3月号:チェーンウォーキング・カルコゲン結合・有機電解反応・ロタキサン・配位重合

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2025年3月号がオンラインで公開されています!…

CIPイノベーション共創プログラム「未来の医療を支えるバイオベンチャーの新たな戦略」

日本化学会第105春季年会(2025)で開催されるシンポジウムの一つに、CIPセッション「未来の医療…

OIST Science Challenge 2025 に参加しました

2025年3月15日から22日にかけて沖縄科学技術大学院大学 (OIST) にて開催された Scie…

ペーパークラフトで MOFをつくる

第650回のスポットライトリサーチには、化学コミュニケーション賞2024を受賞された、岡山理科大学 …

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー