[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

天然階段状分子の人工合成に成功

[スポンサーリンク]

階段様骨格をもつリン脂質Ladderane Phospholipid 。最近、ビシクロヘキサン骨格を光環化反応で二量化させるという”階段飛ばし”ともいえる手法を鍵反応とした効率的な人工合成が報告された。

連続したシクロブタン環の構築法

ラダラン脂質(Ladderane Lipid)はシクロブタン環が階段状に繋がった化合物群である。嫌気的アンモニア酸化(アナモックス)細菌の膜脂質中から発見されたこれらの分子は、その役割で生物学者を、化学構造で化学者を魅了する。

また、この分子群の生合成に関しては、有力な生合成経路研究が提案されているものの、現在までに証明はされていない。培養に関する問題、他の脂質との分離が困難であることも相俟って、研究が停滞しており、純粋なラダラン脂質の供給が望まれている。

リン酸部位をもつLadderane Phospholipid類はこの分子群で最も複雑な分子の一つである(Scheme 1A)。これまで、唯一Coreyらが1の部分構造である[5]-ladderanoic acid (2)の優れた合成法を報告している (Scheme 1B)[1](参考記事:階段状分子の作り方)。

彼らは、シクロブタンとシクロペンテノンの[2+2]光環化反応により、シクロブタン環を”増築”した後、シクロペンタノン環にジアゾ基を導入、Wolff転位によって環縮小することで、3つの連続したシクロブタン環を構築している。その後、再び光学活性シクロペンテノン誘導体と[2+2]光環化反応およびWolff転位を繰り返し、最後に側鎖の伸張により2の不斉合成に成功している。

最近、米国スタンフォード大学のBurns助教授らは、2のより効率的な合成法を開発し、Ladderane Phospholipidの不斉合成を試みた (Scheme 1C)。鍵反応はbicyclohex[2.2.0]ene(ビシクロシクロヘキセン環)を最小ユニットとした、光照射条件による[2+2]環化反応である。

“Chemical Synthesis and Self-Assembly of a Ladderane Phospholipid”

A. M. Mercer, C. M. Cohen, S. R. Shuken, A. M. Wagner, M. W. Smith, F. R. Moss III, M. D. Smith, R. Vahala, A. Gonzalez-Martinez, S. G. Boxer and N. Z. Burns, J. Am. Chem. Soc. 2016, ASAP DOI: 10.1021/jacs.6b10706

Scheme 1. (A) Ladderane Phospholipid 1 (B)部分構造2の合成例(C)2の逆合成解析

 

論文著者の紹介

研究者:Noah Z. Burns

研究者の経歴:
2004 B.A. Columbia University
2009 Ph.D. The Scripps Research Institute (Prof. Phil S. Baran)
2009 NIH postdoctoral fellow, Harvard University, USA (Professor Eric Jacobsen)
2012- Assistant Professor at Stanford University
研究内容:ハロゲン化反応の開発・生物活性物質の全合成

論文の概要

上述したように、最小ユニットのビシクロシクロヘキセン環を二量化することによって、[5]-ladarane骨格を一挙に構築する(Scheme 2)。この合成で課題となるのが、

  1. 最小ユニットの二量化反応の反応最適条件の開発
  2. 構築したラダランユニットに対する、脂肪鎖の導入法(非対称化)

である。課題1に関しては、銅触媒を用いた[2+2]光環化反応[2]によって二量化体4を収率42%で合成することで解決した。溶媒のベンゼンの融点より低い–4℃で反応を行うと収率が劇的に向上している点も興味深い。

課題2に関しては、マンガン触媒によるC–Hハロゲン化、脱離反応によりシクロブテンとした後に、不斉ヒドロホウ素化、続くカップリング反応によって、光学活性な側鎖の導入に成功した。直接側鎖を不斉炭素—炭素結合反応で導入できると、より理想的であるが、最近開発されたC-H活性化反応や不斉ヒドロホウ素化条件を巧みに用いた好例である。

合成の詳細は本論文を参照されたいが、最終的に1の不斉全合成を達成しており、1を用いた単層ベシクル膜の形成にも成功している。純粋ラダラン脂質の合成により、本分野の生物学的研究が進展することを期待したい。

Scheme 2. Ladderane Phospholipid1の不斉全合成(化合物番号は論文に対応)

 

参考文献

  1. (a) Mascitti, V.; Corey, E. J. J, Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15664. DOI: 10.1021/ja044089a (b) Mascitti, V.; Corey, E. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3118. DOI: 10.1021/ja058370g
  2. Salomon, R. G.; Kochi, J. K. J, Am. Chem. Soc. 1974, 96, 1137. DOI: 10.1021/ja00811a030
  3. Liu, W.; Groves, J. T. J, Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12847. DOI: 10.1021/ja105548x
  4. Guisań-Ceinos, M.; Parra,A.;Martín-Heras, V.; Tortosa, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 6969. DOI: 10.1002/anie.201601976
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. 2011年ノーベル化学賞予想ーケムステ版
  2. ポンコツ博士の海外奮闘録XV ~博士,再現性を高める①~
  3. Carl Boschの人生 その13
  4. ポンコツ博士の国内奮闘録 ~博士、教員として過ごしてはや2年~
  5. マテリアルズ・インフォマティクスにおける高次元ベイズ最適化の活用…
  6. ビニル位炭素-水素結合への形式的分子内カルベン挿入
  7. 2007年度ノーベル医学・生理学賞決定!
  8. 祝100周年!ー同位体ー

注目情報

ピックアップ記事

  1. 第43回ケムステVシンポ「光化学最前線2024」を開催します!
  2. 京都府福知山市消防本部にて化学消防ポンプ車の運用開始 ~消火のケミストリー~
  3. 中国へ行ってきました 西安・上海・北京編①
  4. 【著者に聞いてみた!】なぜ川中一輝はNH2基を有する超原子価ヨウ素試薬を世界で初めて作れたのか!?
  5. AZADOLR ~ 高活性なアルコール酸化触媒
  6. ご注文は海外大学院ですか?〜選考編〜
  7. クロロ(1,5-シクロオクタジエン)イリジウム(I) (ダイマー):Chloro(1,5-cyclooctadiene)iridium(I) Dimer
  8. マット・シェア Matthew D. Shair
  9. SDGsと化学: 元素循環からのアプローチ
  10. 令和4年度(2022年度)リンダウ・ノーベル賞受賞者会議派遣事業募集開始のお知らせ

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2016年12月
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031  

注目情報

最新記事

AI時代に研究者がすでに持っている力・これから伸ばしたい力

論文要約や文献検索など、研究現場でもAI活用が日常化する一方、「自分の仕事の先行き」に漠然とした不安…

miHub®を活用した探索的データ解析の実践

開催概要研究開発においてデータ活用が進む中、機械学習モデルの構築や予測解析に…

“ある特効薬”のはなし ~本田宗一郎氏の回想から

Tshozoです。最近実家に戻っては色々と廃棄するなどの店じまいを少しずつ進めているのですが、中…

高分子鎖を束ねた新しい共重合体「束状共重合体」が誕生

第715回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院 工学系研究科(植村研究室)に所属されていた亀谷…

2026年「有機溶媒危機」へのアンサー。北大発・メカノクロスが挑む、溶媒に依存しない新たな合成法 = “メカノケミカル有機合成”の社会実装

株式会社メカノクロスは、メカノケミカル有機合成技術の社会実装に挑む北海道大学発の…

“壊れないよう” に作ってきた半導体ポリマーを、あえて “壊れるよう” に作る化学

半導体ポリマーは長いあいだ、「いかに壊れにくく、長持ちさせるか」といったような安定性を競って進歩して…

有機合成化学協会誌2026年7月号:固体高分子電解質・電子ドナー・アクセプター錯体・機械学習法・trichodermamide類・エナンチオ選択的スキップジエン合成法

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年7月号がオンラインで公開されています。…

第62回Vシンポ「見えない空気を科学する~センサによる室内環境・臭気の見える化と快適空間デザインの最前線~」を開催します!

こんにちは、Macyです。第62回Vシンポのご案内をさせていただきます。今回は、前回同様…

【協和ファーマケミカル】新卒採用情報(2028年卒)

協和ファーマケミカルが求めているのは、有機合成の知識や実験経験を身につけ、活かし…

【協和ファーマケミカル】“作れる”だけでは終わらない。原薬を安定供給へつなぐプロセス開発の研究

協和ファーマケミカルの研究開発を理解するうえで欠かせないシンボリックな化合物が、プロスタグランジン類…

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