[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

巧みに骨格構築!Daphgracilineの全合成

[スポンサーリンク]

ユズリハアルカロイドであるdaphgracilineの全合成が初めて達成された。Type II 分子内[5+2]付加環化反応とエポキシドの還元的開裂反応を鍵として、複雑な架橋縮環構造を構築した。

Yuzurine型アルカロイド

ユズリハ属の樹皮から得られるユズリハアルカロイド類は、抗がん作用や血管弛緩作用など様々な生物活性を示す。13分類以上の化合物群が知られ、いずれも高度に縮環した多環式骨格をもつ。これらの生物学的および構造的特徴から多くの合成化学者の標的化合物となっており、Heathcockらによるdaphniphylline型アルカロイドの合成を皮切りに、既にいくつか本アルカロイド類が全合成されてきた(図1A)[1]。しかし、未だ合成例のない化合物群があり、その一つがyuzurine型アルカロイドである。Yuzurine型アルカロイドの多くは、アザビシクロ[4.3.1]環に加え、C5位のスピロテトラヒドロピラン環を含む五環式構造をもつ。Yuzurine型アルカロイドの一つdaphgraciline(1)は本特徴に加え2つの四置換オレフィンをもち、如何に本骨格を構築するかが課題となる[2]

一方、南方科技大学のLiらは以前、塩基存在下アセトキシピラノンを加熱するとtype II分子内[5+2]付加環化反応が進行し、ジアステレオ選択的に架橋縮環構造を構築できることを報告した(図1B)[3]。本反応は高反応性のオキシドピリリウムイリド中間体を経て進行し、構築困難な橋頭位二重結合をもつ分子が合成できる。今回、同著者らは本反応を鍵反応の一つとすれば1の初の全合成ができると考えた(図1C)。すなわち、ピラノン2のtype II [5+2]付加環化反応によりアザビシクロ[4.3.1]環化合物3を合成する。その後、3に対するグリニャール反応、続く分子内Diels–Alder反応(IMDA)によりシクロヘキセン化合物4とし、環縮小反応を経て化合物5へ導く。Ti(III)種を用いるエポキシド5とアクリロニトリルとの還元的カップリング[4]でスピロ環を構築して1が合成できると考えた。

図1. (A) ユズリハアルカロイド (B) Type II [5+2] 付加環化反応 (C) Liらによるdaphgraciline (1)の合成

>“Total Synthesis of Yuzurine-type Alkaloid Daphgraciline”
Li, L.-X.; Min, L.; Yao, T.-B.; Ji, S.-X.; Qiao, C.; Tian, P.-L.; Sun, J.; Li, C.-C. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 18823–18828.
DOI: 10.1021/jacs.2c09548

論文著者の紹介

研究者:Chuang-Chuang Li (李闯创)(研究室HP)

研究者の経歴:

1997–2001                  B.S., China Agricultural University, China (Prof. Dao-Quan Wang)
2001–2006                  Ph.D., Peking University, China (Prof. Zhen Yang)
2006–2008                  Postdoc, The Scripps Research Institute, USA (Prof. Phil S. Baran)
2008–2013                  Associate Professor, Peking University, China
2014–2017                  Research Professor, Southern University of Science and Technology, China
2018–                             Professor, Southern University of Science and Technology, China

研究内容:天然物合成、合成方法論の開発

研究者:Jianwei Sun (孙建伟)(研究室HP)

研究者の経歴:

2001–2004                  M.S., Nanjing University, China (Prof. Yuefei Hu)
2004–2008                  Ph.D., The University of Chicago, USA (Prof. Sergey A. Kozmin)
2008–2010                  Postdoc, Massachusetts Institute of Technology, USA (Prof. Gregory C. Fu)
2010–2015                  Assistant Professor, The Hong Kong University of Science and Technology, China
2015–2019                  Associate Professor, The Hong Kong University of Science and Technology, China
2019–                             Professor, The Hong Kong University of Science and Technology, China

研究内容:不斉有機触媒を用いた新合成法の開発、機能性分子の合成

論文の概要

著者らは、まずフルフラール6から4工程でピラノン2を合成した。塩基存在下、2を加熱してオキシドピリリウムイリド中間体を発生させ、鍵反応であるtype II [5+2]付加環化反応により七員環をもつ所望の3が単一のジアステレオマーとして得られた。3に対するGrignard反応により、アルコール7とした後、分子内Diels–Alder反応によりシクロヘキセン4とC15位のジアステレオマー4’を得た。本ジアステレオ選択性は2.3:1と乏しかったものの、44’は後の変換反応で異性化を伴って望みの中間体へと導ける。すなわち、44’をジケトン8に酸化した後、ベンジル酸型転位による環縮小と生じたカルボン酸のメチル化を経て化合物9とした。9から6工程で得られるエポキシド5をTi(III)種で還元的開裂し、続くアクリロニトリルへのラジカル付加反応によりラクトン10を得た。最終的に4工程で10を官能基変換し、daphgraciline(1)の合成を達成した(全25工程)。

図2. Daphgraciline(1)の全合成

以上、type II [5+2]付加環化反応とエポキシドの還元的カップリングを鍵として、yuzurine型アルカロイドの多環式骨格を巧みに構築した。今まで成し得なかった複雑天然物の全合成には困難を要し、全合成達成の報にユズリハは喜びを隠せないに違いない。

参考文献

  1. Liang, X.; Yang, X.-Z.; Chen, L.; Jiang, S.; Chen, Y.-D.; Deng, Q.-Y.; Chen, X.-G.; Yuan, J.-Q. Alkaloids Derived from the Genus Daphniphyllum. Chem. Res. 2021, 30, 1–14. DOI: 10.1007/s00044-020-02646-w
  2. Kang, B.; Jakubec, P.; Dixon, D. J. Strategies towards the Synthesis of Calyciphylline A-Type Daphniphyllum Nat. Prod. Rep. 2014, 31, 550–562. DOI: 10.1039/C3NP70115H
  3. (a) Mei, G.; Liu, X.; Qiao, C.; Chen, W.; Li, C.-C. Type II Intramolecular [5+2] Cycloaddition: Facile Synthesis of Highly Functionalized Bridged Ring Systems. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 1754– DOI: 10.1002/anie.201410806 (b) Min, L.; Liu, X.; Li, C.-C. Total Synthesis of Natural Products with Bridged Bicyclo[m.n.1] Ring Systems via Type II [5+2] Cycloaddition. Acc. Chem. Res. 2020, 53, 703−718. DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00640
  4. RajanBabu, T. V.; Nugent, W. A. Intermolecular Addition of Epoxides to Activated Olefins: A New Reaction. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 4525−4527. DOI: 10.1021/ja00194a073
Avatar photo

webmaster

投稿者の記事一覧

Chem-Station代表。早稲田大学理工学術院教授。専門は有機化学。主に有機合成化学。分子レベルでモノを自由自在につくる、最小の構造物設計の匠となるため分子設計化学を確立したいと考えている。趣味は旅行(日本は全県制覇、海外はまだ20カ国ほど)、ドライブ、そしてすべての化学情報をインターネットで発信できるポータルサイトを作ること。

関連記事

  1. 化学者も参戦!?急成長ワクチン業界
  2. 45 mミリ波電波望遠鏡(筆者撮影) 化学系必見!博物館特集 野辺山天文台編~HC11Nってどんな分子…
  3. チェーンウォーキングを活用し、ホウ素2つを離れた位置へ導入する!…
  4. 置き去りのアルドール、launch!
  5. 光有機触媒で開環メタセシス重合
  6. マテリアルズ・インフォマティクス適用のためのテーマ検討の進め方と…
  7. 図に最適なフォントは何か?
  8. 史上最も不運な化学者?

注目情報

ピックアップ記事

  1. ポンコツ博士の海外奮闘録XXII ~博士,海外学会を視察する~
  2. アセタール系保護基 Acetal Protective Group
  3. 効率的に新薬を生み出すLate-Stage誘導体化反応の開発
  4. 環サイズを選択できるジアミノ化
  5. 金属原子のみでできたサンドイッチ
  6. 原子3個分の直径しかない極細ナノワイヤーの精密多量合成
  7. MEDCHEM NEWS 31-3号「ケムステ代表寄稿記事」
  8. デス・マーチン酸化 Dess-Martin Oxidation
  9. アステラス病態代謝研究会 2019年度助成募集
  10. 光/熱で酸化特性のオン/オフ制御が可能な分子スイッチの創出に成功

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2023年1月
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031  

注目情報

最新記事

有機合成化学協会誌2024年12月号:パラジウム-ヒドロキシ基含有ホスフィン触媒・元素多様化・縮環型天然物・求電子的シアノ化・オリゴペプチド合成

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2024年12月号がオンライン公開されています。…

「MI×データ科学」コース ~データ科学・AI・量子技術を利用した材料研究の新潮流~

 開講期間 2025年1月8日(水)、9日(木)、15日(水)、16日(木) 計4日間申込みはこ…

余裕でドラフトに収まるビュッヒ史上最小 ロータリーエバポレーターR-80シリーズ

高性能のロータリーエバポレーターで、効率良く研究を進めたい。けれど設置スペースに限りがあり購入を諦め…

有機ホウ素化合物の「安定性」と「反応性」を両立した新しい鈴木–宮浦クロスカップリング反応の開発

第 635 回のスポットライトリサーチは、広島大学大学院・先進理工系科学研究科 博士…

植物繊維を叩いてアンモニアをつくろう ~メカノケミカル窒素固定新合成法~

Tshozoです。今回また興味深い、農業や資源問題の解決の突破口になり得る窒素固定方法がNatu…

自己実現を模索した50代のキャリア選択。「やりたいこと」が年収を上回った瞬間

50歳前後は、会社員にとってキャリアの大きな節目となります。定年までの道筋を見据えて、現職に留まるべ…

イグノーベル賞2024振り返り

ノーベル賞も発表されており、イグノーベル賞の紹介は今更かもしれませんが紹介記事を作成しました。 …

亜鉛–ヒドリド種を持つ金属–有機構造体による高温での二酸化炭素回収

亜鉛–ヒドリド部位を持つ金属–有機構造体 (metal–organic frameworks; MO…

求人は増えているのになぜ?「転職先が決まらない人」に共通する行動パターンとは?

転職市場が活発に動いている中でも、なかなか転職先が決まらない人がいるのはなぜでしょう…

三脚型トリプチセン超分子足場を用いて一重項分裂を促進する配置へとペンタセンクロモフォアを集合化させることに成功

第634回のスポットライトリサーチは、 東京科学大学 物質理工学院(福島研究室)博士課程後期3年の福…

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

PAGE TOP