[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

イナミドを縮合剤とする新規アミド形成法

2016年、江西師範大学のJunfeng Zhaoらは、イナミドを縮合剤として用いることで、一切の添加剤を必要とせず、ラセミ化フリーでペプチドを合成することに成功した。単純なアミドやジペプチドの合成だけでなく、ペプチドのセグメント縮合にも応用できる。

“Ynamides as Racemization-Free Coupling Reagents for Amide and Peptide Synthesis”
Long, H.; Silin, X.; Zhenguang, Z.; Yang, Y.; Zhiyuan, P.; Ming, Y.; Changliu, W.; Junfeng, Z.* J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 13135–13138. DOI: 10.1021/jacs.6b07230

問題設定

アミド結合の形成には、カルボン酸を活性化させる形での縮合剤が多く使用されている。しかし、これらの縮合剤を用いる場合、試薬自身や添加剤などに由来する多量の廃棄物が生じるため、原子効率に優れる反応剤が求められている。
イナミンは、高収率・添加剤不要でペプチドを合成できる縮合剤として1964年に報告されていた[1]。しかし、イナミンは熱に不安定で水とも反応し、さらにラセミ化も引き起こしやすいため実用的な縮合剤では無かった[2]。

技術や手法のキモ

イナミンの窒素置換基を電子求引基に変えたイナミドを用いることが鍵であった。本化合物は熱的に安定で、かつ水中でも反応に使用できる。また、電子求引基導入の結果として塩基性も低下しており、ラセミ化を抑制する効果もある。
今回の研究ではMYMsA、MYTsAを最適試薬として見いだしている。2工程の合成法にていずれも簡便に合成できる。

主張の有効性検証

①既存の縮合剤との比較

MYMsA, MYTsAのどちらを使用した場合でも、既存の縮合剤を使用した場合に比べ高収率で反応が進行した。かつ一切のラセミ化が見られていない。

②基質一般性

N末の保護基としてはBoc, Cbz, Fmocのいずれも適用可能である。アミノ酸側鎖に-OH,-SH,-CONH2,NHが含まれていても選択的に反応するため、側鎖の保護は必要ない。ValやAibといった立体障害が大きい基質でも、反応時間を長くすることで高い収率が得られているほか、大スケール(20 mmol)でも収率にはほぼ影響がない。ペプチドのフラグメント縮合にも応用できる。

③反応機構について

脂肪族・芳香族、不飽和カルボン酸に対してMYTsAを混合すると、室温で数時間以内に、高収率で対応するα-アシロキシイナミドが得られる。これらのα-アシロキシイナミドは全て室温で安定に存在した。また、強酸(TfOH)を触媒として加えると反応時間が2.4倍短縮されたという報告[3]がある。
これらの事実をもとに、α-アシロキシイナミド生成・ペプチド結合生成それぞれの段階について、反応機構解析が他研究者によって行われている(下図)[4]。
まずイナミドのプロトン化が起こりイミニウム種が生じ、カルボン酸が生じることでα-アシロキシイナミドが生成する。これがさらにもう一分子のカルボン酸と絡むことでアミド形成反応が進行し、副生成物としてスルホニルイミドが生じる。

論文[4]より引用

議論すべき点

  • AibやValなどの、立体障害の大きい基質でも高い収率を得られている点は特筆すべきだろう。
  • one-potかつ大スケールで反応を行えるため、大量合成にも応用可能。しかし、反応時間が長いのが欠点。
  • 5残基のペプチドであるLeu-Enkephalinの合成を行う場合、数日かかり、収率も70%まで落ちている。ラセミ化リスクを懸念してか活性化箇所をグリシンにしていることも注意点。他の基質をフラグメントカップリングに利用する場合、どれほどラセミ化するかは未知数。

参考文献

  1. Buijle, R.; Viehe, H. G. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1964, 3, 582. DOI: 10.1002/anie.196405822
  2. Weygand, F.; König, W.; Buyle, R.;Viehe, H. G. Chem. Ber. 1965, 98, 3632. DOI: 10.1002/cber.19650981130
  3. Hu, L.; Zhao, J. Synlett 2017, 28, 1663. DOI: 10.1055/s-0036-1588860
  4. Zhang, S.; Xing, H.; Deng, Z. Org. Biomol. Chem. 2017, 15, 6367. doi:10.1039/C7OB01378G
The following two tabs change content below.
cosine

cosine

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。 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. 高分子界の準結晶
  2. あなたの合成ルートは理想的?
  3. 化学探偵Mr.キュリー6
  4. Lindau Nobel Laureate Meeting 動画…
  5. 脱芳香化反応を利用したヒンクデンチンAの不斉全合成
  6. 留学せずに英語をマスターできるかやってみた(7年目)(留学後編)…
  7. iBooksで有機合成化学を学ぶ:The Portable Ch…
  8. 円偏光スピンLEDの創製

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 蓄電池 Rechargeable Battery
  2. Reaxys Prize 2013ファイナリスト45名発表!
  3. Nature Chemistry:Research Highlight
  4. DABSOを用いるSO2導入反応 SO2 incorporation using DABSO
  5. 聖なる牛の尿から金を発見!(?)
  6. フローリアクターでペプチド連結法を革新する
  7. ソモライ教授2008年プリーストリー賞受賞
  8. 阪大で2億7千万円超の研究費不正経理が発覚
  9. カリオフィレン /caryophyllene
  10. 総合化学大手5社の前期、4社が経常減益

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

「生合成に基づいた網羅的な天然物全合成」—カリフォルニア大学バークレー校・Sarpong研より

「ケムステ海外研究記」の第19回目は、向井健さんにお願いしました。向井さんはカリフォルニア大…

研究者向けプロフィールサービス徹底比較!

研究者にとって、業績を適切に管理しアピールすることは重要です。以前にも少し触れましたが、科研費の審査…

天然有機化合物の全合成:独創的なものづくりの反応と戦略

概要生物活性天然有機化合物(天然物)は生命の40億年にわたる進化によって選択された高機能分子…

細菌を取り巻く生体ポリマーの意外な化学修飾

地球上に最もたくさんある有機化合物は何でしょう?それは、野菜や果物、紙、Tシャツ、木材、etc…身の…

有機分子触媒ーChemical Times特集より

関東化学が発行する化学情報誌「ケミカルタイムズ」。年4回発行のこの無料雑誌の紹介をしています。…

研究職の転職で求められる「面白い人材」

ある外資系機器メーカーのフィールドサービス職のポジションに対して候補者をご推薦しました。その時のエピ…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP