[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

抗結核薬R207910の不斉合成

[スポンサーリンク]

 

“Catalytic Asymmetric Synthesis of R207910”
Saga, Y.; Motoki, R.; Makino, S. Shimizu, Y. Kanai, M.; Shibasaki, M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132. 7905. doi: 10.1021/ja103183r

古くには不治の難病として恐れられていた結核。抗生物質ストレプトマイシンの登場以来、その患者数は激減し、今日ではそれほど脅威な感染症ではなくなっています。

しかしながら近年のデータが示すものは、結核感染者数は増加の傾向にあるという事実です。薬剤耐性菌の出現が一因とされています。
にもかかわらず、実は過去40年間にわたり、効果的な抗結核薬の開発はほぼ行われてきていません。これは薬剤耐性を持つ結核に対する対抗策がほとんど無い、という現状を意味します。

結核が再び現代に蔓延するとどうなるか―これは想像するまでもない脅威です。現代になって、新規抗結核薬はその重要性が再び認識され始めているのです。

このような背景にあってジョンソン&ジョンソン(J&J)社は、R207910(TMC207)[1]という抗結核薬を2004年に開発しました。現在PhaseIIでの試験が行われていますが、ATP合成阻害という、これまでのものとはまったく異なるメカニズムでの抗結核作用を示す特徴があり、多剤耐性菌にも効果があるとされています。(参考:抗生物質の話)

東京大学薬学部の柴崎金井グループは、独自開発した方法論をもちいて、この抗結核薬を不斉合成することに成功しました。

合成上のハードル・ポイント

芳香環に挟まれたエピ化しやすい三置換不斉炭素と、それに隣接する四置換不斉炭素をどう構築するかが本合成のキモですが、この化合物は一見して小さく、何のことはない難度の化合物に見えてしまいます。

しかしそう単純ではありません。ここまでコンパクトな化合物だと、「基質の特定部分を足がかりにして、不斉制御を行なう」という定石的考え方がまったく通じないのです。

つまり既存法を組み合わせて何とかする姿勢では、短工程合成が不可能な化合物でもあるのです。

その事実を裏付けるかのごとく、J&J社の探索グループでは、下記のごとく二つのフラグメントをくっつけHPLCで強引に分離するという、効率度外視のルートを採っています(探索段階ではよくあることですが)。

R207910_3

 

強力な不斉触媒によって画期的合成経路を実現

この小粒ながらピリリとからい化合物を合成可能としているのは、独自開発された二つの不斉触媒反応です。

①イットリウム触媒を用いるプロトン移動反応

R207910_1
脱プロトン化を介する反応形式は得てしてラセミ化、すなわち不斉点を消してしまう方向に寄与するのが普通です。不斉プロトン化反応を不可逆過程にする目的では、シリルエノラート経由で行うのが定法[2]となっています。

しかし今回のケースにおいては、脱プロトン化→プロトン化が不可逆的におこる基質構造になっており、不斉触媒化が可能になっています。基質の特性をよく熟知して開発された反応といえます。

結果として、合成に組み入れようなどとは計画段階でまず考えないだろう、斬新な反応形式が実現されています。

用いられている試薬も、どこにどう利いているのかさっぱりわからないものばかりです。複核錯体を経る提唱反応機構も複雑で、どうやったらこんな反応系が見つかってくるのか、理解の範疇を超えています。詳細の解明については、今後の研究が待たれます。

 

②銅触媒をもちいるジアステレオ選択的アリル化

R207910_2

第2の不斉点構築については、ケトンへ炭素鎖をジアステレオ選択的に求核付加できればOKです。

しかし二つの芳香環が置換しているために、ケトンのα位プロトンは酸性度がかなり上がっています。従来型の求核剤では脱プロトン化が避けられず、せっかく苦労して作った不斉点がエピ化してダメになってしまいます。

この困難なハードルをクリアできたのは、彼ら独自の銅触媒アリル化条件[3]が唯一だったそうです。それでもジアステレオ選択性向上を意図した膨大な検討が必要となったようであり、やはりちょっとやそっとでは思いつかないような添加剤が採用されています。

その後はConventionalな変換を経ることで、合成を完了しています。

自ら開発した強力な触媒反応を武器に、合成困難な化合物へとアプローチしていく。その過程で自らの方法論に磨きをかけ、必要とあらば新規反応の開発すら厭わない―反応開発ベースの合成化学者ならば広く模範とすべき研究スタイルが結実した、優れた成果だと思えます。

 

関連書籍

[amazonjs asin=”4534029322″ locale=”JP” title=”抗生物質のはなし”]

 

関連文献

[1] Andries, K. et al. Science 2005, 307, 223. DOI: 10.1126/science.1106753

[2] Morita, M.; Drouin, L.; Motoki, R.; Kimura, Y.; Fujimori, I.; Kanai, M.; Shibasaki, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3858. DOI: 10.1021/ja9005018

[3] (a) Yamasaki, S.; Fujii, K.; Wada, R.; Kanai, K.; Shibasaki, M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6536. DOI: 10.1021/ja0262582 (b) Wada, R.; Oisaki, K.; Kanai, M.; Shibasaki, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8910. DOI: 10.1021/ja047200l

 

関連リンク

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. 膨潤が引き起こす架橋高分子のメカノクロミズム
  2. 材料開発の変革をリードするスタートアップのプロダクト開発ポジショ…
  3. 化学研究ライフハック: Evernoteで論文PDFを一元管理!…
  4. アザヘテロ環をあざとく作ります
  5. Gaussian Input File データベース
  6. 高分子鎖デザインがもたらすポリマーサイエンスの再創造 進化する高…
  7. LEGO ゲーム アプローチ
  8. L-RAD:未活用の研究アイデアの有効利用に

注目情報

ピックアップ記事

  1. エステルからエーテルへの水素化脱酸素反応を促進する高活性固体触媒の開発
  2. 高選択的な不斉触媒系を機械学習で予測する
  3. 乙卯研究所 2025年度下期 研究員募集
  4. 【書籍】10分間ミステリー
  5. 鬼は大学のどこにいるの?
  6. 2/17(土)Zoom開催【Chem-Station代表 山口氏】×【旭化成(株)人事部 時丸氏】化学の未来を切り拓く 博士課程で広がる研究の世界(学生対象 ※卒業年度不問)
  7. 始めよう!3Dプリンターを使った実験器具DIY:3Dスキャナー活用編
  8. アミロイド線維を触媒に応用する
  9. 前田 浩 Hiroshi Maeda
  10. 平田義正メモリアルレクチャー賞(平田賞)

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2010年9月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

注目情報

最新記事

7th Compound Challengeが開催されます!【エントリー〆切:2026年03月02日】 集え、”腕に覚えあり”の合成化学者!!

メルク株式会社より全世界の合成化学者と競い合うイベント、7th Compound Challenge…

乙卯研究所【急募】 有機合成化学分野(研究テーマは自由)の研究員募集

乙卯研究所とは乙卯研究所は、1915年の設立以来、広く薬学の研究を行うことを主要事業とし、その研…

大森 建 Ken OHMORI

大森 建(おおもり けん, 1969年 02月 12日–)は、日本の有機合成化学者。東京科学大学(I…

西川俊夫 Toshio NISHIKAWA

西川俊夫(にしかわ としお、1962年6月1日-)は、日本の有機化学者である。名古屋大学大学院生命農…

市川聡 Satoshi ICHIKAWA

市川 聡(Satoshi Ichikawa, 1971年9月28日-)は、日本の有機化学者・創薬化学…

非侵襲で使えるpH計で水溶液中のpHを測ってみた!

今回は、知っているようで知らない、なんとなく分かっているようで実は測定が難しい pH計(pHセンサー…

有馬温泉で鉄イオン水溶液について学んできた【化学者が行く温泉巡りの旅】

有馬温泉の金泉は、塩化物濃度と鉄濃度が日本の温泉の中で最も高い温泉で、黄褐色を呈する温泉です。この記…

HPLCをPATツールに変換!オンラインHPLCシステム:DirectInject-LC

これまでの自動サンプリング技術多くの製薬・化学メーカーはその生産性向上のため、有…

MEDCHEM NEWS 34-4 号「新しいモダリティとして注目を浴びる分解創薬」

日本薬学会 医薬化学部会の部会誌 MEDCHEM NEWS より、新たにオープン…

圧力に依存して還元反応が進行!~シクロファン構造を活用した新機能~

第686回のスポットライトリサーチは、北海道大学大学院理学研究院化学部門 有機化学第一研究室(鈴木孝…

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