[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

三つの環を一挙に構築! caulamidine 類の不斉全合成

[スポンサーリンク]

ポリハロゲンアルカロイドの不斉全合成が報告された。Meerwein–Eschenmoser–Claisen転位による連続不斉点の立体選択的な構築、続くカスケード環化反応により多環式骨格を一挙につくりあげた。

caulamidine類の合成研究

ポリハロゲンアルカロイドは特異な構造と生物活性を有するため、近年精力的に研究されている[1]。その中で、外肛動物から最近単離されたcaulamidine類は、連続する2つの四級不斉炭素とネオペンチル位にクロロ基を含む不斉炭素を有する、合成化学的に挑戦的な多環式構造化合物である (図1A)[2]。そのため、合成化学者の格好の研究標的となり、Maimoneらによりcaulamidine A(1)の全合成が早速報告された(図1B)[3]、彼らは、Pd触媒を用いたインドール6の不斉プレニル化反応によりインドレニン7とした後、逐次的な環構築(D→C→E環)により、2つの不斉中心を完全制御したエナミン8を得た。最後に、8のMn触媒によるHAT還元によって塩素部位の不斉点を立体選択的に構築し、1へと導いた。一方で、caulamidine類縁体25に関してはごく最近単離報告されたばかりであり、いまだ合成例はなかった 。

中国海洋大学のXuらはこれらの全合成を目指し、特にcaulamidine D (4)およびisocaulamidine D (5)に関して独自の逆合成解析を立案した(図1C)。まず、459のカスケード環化でのD–E–F環の構築およびメチル基の導入によって得られると考えた。また、910からのC環形成および官能基変換により導けるとした。2つの四級不斉炭素をもつ10はMeerwein–Eschenmoser–Claisen転位(MECR)を用いることで、インドール11およびアリルアルコール12から合成できると考えた。

図1. (A) caulamidineとisocaulamidine (B) Maimoneらによるcaulamidine A(1)の全合成 (C) 逆合成解析

 

“Enantioselective Total Syntheses of ()-Caulamidine D and ()-Isocaulamidine D and Their Absolute Configuration Reassignment”

Yu, H.; Zhang, J.; Ma, D.; Li, X.; Xu, T. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 22335–22340.

DOI: 10.1021/jacs.3c08714

論文著者の紹介

研究者:Tao Xu (徐涛)

研究者の経歴:
2006                              B.S., Dalian University of Technology, China
2011                              Ph.D., Peking University, China (Prof. Zhen Yang)
2011–2015                  Postdoc, University of Texas at Austin, USA (Prof. Guangbin Dong)
2015–2018                  “Yingcai Tier 1” Professor, Ocean University of China, China
2018–                       “Zhufeng Tier 3” Professor, Ocean University of China, China

研究内容:天然物の全合成、金属/有機触媒を用いた反応開発

論文の概要

インドールから4工程で調製した13とアリルアルコール14を酸性条件下反応させると、アルコールの付加、続くMECRが進行し、高ジアステレオ選択的にオキサインドール16を得ることに成功した。高い立体選択性は、嵩高い置換基の立体反発を避けつつ、安定ないす型六員環遷移状態を経るため発現したと考えられる。次に、16の脱保護およびRed-Alの添加によりC環をもつ三環式化合物18とし、その後6工程でアルデヒド19へと変換した。L-プロリンを触媒に用いたC11位のクロロ化、続く官能基変換によってクロロ化体20を得た。D–E–F環の構築は、ニトロ基の還元を起点とした6-exo-dig/6-exo-tetでのカスケード環化により達成し、一挙に全骨格を有する21を得ることに成功した。最後に、21をメチル化することで目的のcaulamidine D (4’)およびisocaulamidine D (5’)が得られた(全16工程)。興味深いことに合成した化合物のX線結晶構造解析から、4’5’が真の絶対立体配置であることが明らかになった[4]

図2. caulamidine D (4’)とisocaulamidine D (5’)の全合成

以上、(–)-caulamidine Dおよび(–)-isocaulamidine Dの不斉全合成が報告され、絶対立体配置が訂正された。caulamidineA (1)と酷似しているのにも関わらずこれらの絶対立体配置が逆であることは、それらの生合成経路も含めて興味を引くところであり、今後の続報にも注目したい。

参考文献

  1. (a) Gribble, G. W. Naturally Occurring Organohalogen Compounds –A Comprehensive Update; Springer: Vienna, Austria, 2010. (b) Güven, K. C.; Percot, A.; Sezik, E. Alkaloids in Marine Algae. Marine Drugs 2010, 8, 269–284. DOI: 3390/md8020269 (c) Vetter, W. Polyhalogenated Alkaloids in Environmental and Food Samples; Elsevier: Amsterdam, Nederland, 2012; pp 211–276.
  2. (a) Tian, X.; Wang, D.; Jiang, W.; Bokesch, H. R.; Wilson, B. A. P.; O’Keefe, B. R.; Gustafson, K. R. Rare Caulamidine Hexacyclic Alkaloids from the Marine Ascidian Polyandrocarpa J. Nat. Prod. 2023, 86, 1855–1861. DOI: 10.1021/acs.jnatprod.3c00393 (b) Milanowski, D. J.; Oku, N.; Cartner, L. K.; Bokesch, H. R.; Williamson, R. T.; Saurí, J.; Liu, Y.; Blinov, K. A.; Ding, Y.; Li, X.-C.; Ferreira, D.; Walker, L. A.; Khan, S.; Davies-Coleman, M. T.; Kelley, J. A.; McMahon, J. B.; Martin, G. E.; Gustafson, K. R. Unequivocal Determination of Caulamidines A and B: Application and Validation of New Tools in the Structure Elucidation Tool Box. Chem. Sci. 2018, 9, 307–314. DOI: 10.1039/C7SC01996C
  3. Zhu, Z.; Maimone, T. J. Enantioselective Total Synthesis of (−)-Caulamidine A. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 14215–14220. DOI: 10.1021/jacs.3c04493
  4. 以前に構造決定されたcaulamidine A (1)と骨格およびECDスペクトルが類似していることから、単離論文では絶対立体配置がcaulamidine D (4)とisocaulamidine D (5)であると推測されていた。しかし、今回の合成により、それらのエナンチオマーが真の構造であることが明らかになった。
Avatar photo

山口 研究室

投稿者の記事一覧

早稲田大学山口研究室の抄録会からピックアップした研究紹介記事。

関連記事

  1. クロう(苦労)の産物!Clionastatinsの合成
  2. 資金洗浄のススメ~化学的な意味で~
  3. 不安定炭化水素化合物[5]ラジアレンの合成と性質
  4. 科学とは「未知への挑戦」–2019年度ロレアル-ユネスコ女性科学…
  5. 次世代型合金触媒の電解水素化メカニズムを解明!アルキンからアルケ…
  6. 理論化学と実験科学の協奏で解き明かしたブラシラン型骨格生合成の謎…
  7. 『元素周期 ~萌えて覚える化学の基本~』がドラマCD化!!!
  8. 【速報】HGS 分子構造模型「 立体化学 学生用セット」販売再開…

注目情報

ピックアップ記事

  1. DNAが絡まないためのループ
  2. 麺の科学 粉が生み出す豊かな食感・香り・うまみ
  3. 光速の文献管理ソフト「Paperpile」
  4. シリンドロシクロファン生合成経路の解明
  5. ピナコール転位 Pinacol Rearrangement
  6. 非常に小さな反転障壁を示す有機リン化合物の合成
  7. サン・タン San H. Thang
  8. DNAに人工塩基対を組み入れる
  9. 紅麹問題に進展。混入物質を「プベルル酸」と特定か!?
  10. 多摩霊園

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2024年1月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

最新記事

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 …

月岡温泉で硫黄泉の pH の影響について考えてみた 【化学者が行く温泉巡りの旅】

臭い温泉に入りたい! というわけで、硫黄系温泉を巡る旅の後編です。前回の記事では群馬県草津温泉をご紹…

二酸化マンガンの極小ナノサイズ化で次世代電池や触媒の性能を底上げ!

第649回のスポットライトリサーチは、東北大学大学院環境科学研究科(本間研究室)博士課程後期2年の飯…

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