[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. 化学パズル・不斉窒素化合物
  2. 有機合成化学協会誌2020年8月号:E2212製法・ヘリセン・炭…
  3. 論文がリジェクトされる10の理由
  4. ポンコツ博士の海外奮闘録XXIV ~博士の危険地帯サバイバル 筒…
  5. ピレスロイド系殺虫剤のはなし~追加トピック~
  6. 売切れ必至!?ガロン瓶をまもるうわさの「ガロテクト」試してみた
  7. Nature 創刊150周年記念シンポジウム:ポス…
  8. ブテンを原料に天然物のコードを紡ぐ ―新触媒が拓く医薬リード分子…

注目情報

ピックアップ記事

  1. AIによる創薬に新たな可能性 その研究と最新技術に迫る ~米・Insitro社 / 英・ケンブリッジ大学の研究から~
  2. 内部アルケン、ついに不斉ヒドロアミノ化に屈する
  3. 有機金属反応剤ハンドブック―3Liから83Biまで
  4. 「脱芳香族的二重官能基修飾化反応の研究」ーイリノイ大学David Sarlah研より
  5. プレプリントサーバについて話そう:Emilie Marcusの翻訳
  6. ピナー ピリミジン合成 Pinner Pyrimidine Synthesis
  7. 化学の歴史
  8. 第98回日本化学会春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part IV
  9. セレノフェン : Selenophene
  10. (S,S)-(-)-2,2′-イソプロピリデンビス(4-tert-ブチル-2-オキサゾリン):(S,S)-(-)-2,2′-Isopropylidenebis(4-tert-butyl-2-oxazoline)

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

光の強さで分子集合を巧みに制御!様々な形を持つ非平衡超分子集合体の作り分けを実現

第691回のスポットライトリサーチは、千葉大学大学院 融合理工学府 分子集合体化学研究室(矢貝研究室…

化学系研究職の転職は難しいのか?求人動向と転職を成功させる考え方

化学系研究職の転職の難点は「専門性のニッチさ」と考えられることが多いですが、企業が求めるのは研究プロ…

\課題に対してマイクロ波を試してみたい方へ/オンライン個別相談会

プロセスの脱炭素化及び効率化のキーテクノロジーである”マイクロ波”について、今回は、適用を検討してみ…

四国化成ってどんな会社?

私たち四国化成ホールディングス株式会社は、企業理念「独創力」を掲げ、「有機合成技術」…

世界の技術進歩を支える四国化成の「独創力」

「独創力」を体現する四国化成の研究開発四国化成の開発部隊は、長年蓄積してきた有機…

第77回「無機材料の何刀流!?」町田 慎悟

第77回目の研究者インタビューは、第59回ケムステVシンポ「無機ポーラス材料が織りなす未来型機能デザ…

伊與木 健太 Kenta IYOKI

伊與木健太(いよき けんた,)は、日本の化学者。東京大学大学院新領域創成科学研究科准教授。第59回ケ…

井野川 人姿 Hitoshi INOKAWA

井野川 人姿(いのかわひとし)は、日本の化学者。崇城大学工学部ナノサイエンス学科准教授。第59回ケム…

開発者に聞く!試薬の使い方セミナー2026 主催: 同仁化学研究所

この度、同仁化学研究所主催のオンラインセミナー(参加無料)を開催いたします。注目されるライフ…

町田 慎悟 Shingo MACHIDA

町田 慎悟(まちだ しんご, 1990年 06月 )は、日本の化学者。2026年1月現在、ファインセ…

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