[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. ガリウムGa(I)/Ga(III)レドックス反応を経る化学変換 …
  2. 【2/28・29開催ウェビナー】粒子分散がわかる2DAYS(三洋…
  3. 結晶データの登録・検索サービス(Access Structure…
  4. 5-ヒドロキシトリプトファン選択的な生体共役反応
  5. 工程フローからみた「どんな会社が?」~タイヤ編 その1
  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. 抗薬物中毒活性を有するイボガイン類の生合成
  8. アミン化合物をワンポットで簡便に合成 -新規還元的アミノ化触媒-…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 化学反応のクックパッド!? MethodsNow
  2. 5配位ケイ素間の結合
  3. 2つ輪っかで何作ろう?
  4. 魔法のカイロ アラジン
  5. 動画でわかる! 「575化学実験」実践ガイド
  6. いろんなカタチの撹拌子を試してみた
  7. 北川 進 Susumu Kitagawa
  8. 大環状ヘテロ環の合成から抗がん剤開発へ
  9. PL法 ? ものづくりの担い手として知っておきたい法律
  10. 超原子結晶!TCNE!インターカレーション!!!

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

有機合成化学協会誌2026年2月号:亜鉛ルイス酸触媒・短側鎖スルホニルフルオリドモノマー・大環状金錯体・キラルスピロπ共役化合物・ヘリセンの合成とキロプティカル特性

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年2月号がオンラインで公開されています。…

温度値をどう判断するか【プロセス化学者のつぶやき】

前回、設定温度と系内温度は一致しないことがあるという話をしました。今回はその続きとして、実務上ど…

アミトラズが効かなくなったアメリカのダニのはなし

Tshozoです。以前からダニに関し色々記事を書いていましたが(「ミツバチに付くダニのはなし」「飲む…

準備や実験操作が簡便な芳香環へのカルボラン導入法の開発

第 696回のスポットライトリサーチは、大阪大学大学院工学研究科 応用化学専攻 有機…

第 19 回 日本化学連合シンポジウム 「モビリティを支える化学」

開催趣旨人や物の移動を支えるモビリティは、持続可能で安全な社会の実現に不可欠な基…

CERNでは、なぜKNFのダイアフラムポンプを採用しているでしょうか―それは、粒子衝突実験のためにコン タミネーションの無い混合ガスを保証できるから

スイスとフランスをまたぐように設けられたCERNは、さまざまな円形および線形粒子加速器を運用して…

設定温度と系内の実温度のお話【プロセス化学者のつぶやき】

今回は設定温度と系内実温度の違いについて取り上げたいと思います。これは分野としてはプロセス化学に…

Carl Boschの人生 その12

Tshozoです。前回の続きをいきます。ここまでは第一次世界大戦がはじまる前のBoschたちの華…

逆方向へのペプチド伸長!? マラリアに効く環状テトラペプチド天然物の全合成

第695回のスポットライトリサーチは、北里大学大学院感染制御科学府(生物有機化学研究室)博士後期課程…

MOF の単一金属サイトで2分子の CO が “協働的” に吸着

金属–有機構造体(MOF)における金属サイトにおいて複数のガスが逐次的に吸着する際に、シグモイド型の…

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