[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

[スポンサーリンク]

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

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. 非対称化合成戦略:レセルピン合成
  2. ポンコツ博士の海外奮闘録 外伝① 〜調剤薬局18時〜
  3. α,β-不飽和イミンのγ-炭素原子の不斉マイケル付加反応
  4. 来年の応募に向けて!:SciFinder Future Lead…
  5. 富士フイルム和光純薬がケムステVプレミアレクチャーに協賛しました…
  6. 幾何学の定理を活用したものづくり
  7. 液体ガラスのフシギ
  8. 【超難問】幻のインドールアルカロイドの全合成【パズル】

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. THE PHD MOVIE
  2. 新たな環状スズ化合物の合成とダブルカップリングへの応用
  3. 産総研より刺激に応じて自在に剥がせるプライマーが開発される
  4. 第121回―「亜鉛勾配を検出する蛍光分子の開発」Lei Zhu教授
  5. ジアルキル基のC–H結合をつないで三員環を作る
  6. 日本触媒で爆発事故
  7. 2016 SciFinder Future Leadersプログラム参加のススメ
  8. 超小型シリンジ開発 盛岡の企業
  9. ペルフルオロデカリン (perfluorodecalin)
  10. 外部の大学院に進学するメリット3選

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年1月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

最新記事

【十全化学】核酸医薬のGMP製造への挑戦

「核酸医薬」と聞いて、真っ先に思い起こすのは、COVID-19に対するmRNAワ…

十全化学株式会社ってどんな会社?

私たち十全化学は、医薬品の有効成分である原薬及び重要中間体の製造受託を担っている…

化学者と不妊治療

これは理系の夫視点で書いた、私たち夫婦の不妊治療の体験談です。ケムステ読者で不妊に悩まれている方の参…

リボフラビンを活用した光触媒製品の開発

ビタミン系光触媒ジェンタミン®は、リボフラビン(ビタミンB2)を活用した光触媒で…

紅麹を含むサプリメントで重篤な健康被害、原因物質の特定急ぐ

健康食品 (機能性表示食品) に関する重大ニュースが報じられました。血中コレステ…

ユシロ化学工業ってどんな会社?

1944年の創業から培った技術力と信頼で、こっそりセカイを変える化学屋さん。ユシロ化学の事業内容…

日本薬学会第144年会付設展示会ケムステキャンペーン

日本化学会の年会も終わりましたね。付設展示会キャンペーンもケムステイブニングミキ…

ペプチドのN末端でのピンポイント二重修飾反応を開発!

第 605回のスポットライトリサーチは、中央大学大学院 理工学研究科 応用化学専…

材料・製品開発組織における科学的考察の風土のつくりかた ー マテリアルズ・インフォマティクスを活用し最大限の成果を得るための筋の良いテーマとは ー

開催日:2024/03/27 申込みはこちら■開催概要材料開発を取り巻く競争や環境が激し…

石谷教授最終講義「人工光合成を目指して」を聴講してみた

bergです。この度は2024年3月9日(土)に東京工業大学 大岡山キャンパスにて開催された石谷教授…

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