[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

多成分反応で交互ポリペプチドを合成

[スポンサーリンク]

富山県立大学の小山靖人らは,Ugi 反応 (多成分反応) を基盤とした重合反応による交互ペプチドの合成法を開発した.

“One-pot synthesis of alternating peptides exploiting a new polymerization technique based on Ugi’s 4CC reaction”
Koyama, Y.*; Gudeangadi, P. G. Chem. Commun. 2017, 53, 3846–3849. DOI:10.1039/C6CC09379E

課題設定

繰り返した配列をもつポリペプチドは,次世代の構造材料として注目を集めている.アミノ酸 A とアミノ酸 B が ABABABAB…と続くような交互ペプチドは  A と B が連結したジペプチド AB をモノマーとした重縮合で合成できる[1].しかしジペプチドの合成には多段階合成が必要で,この方法はあまり実用的とはいえない.今回,小山らは新たなアプローチにより 2 種類のアミノ酸が交互に縮合した構造の交互ペプチドの合成に成功した.

アプローチ:Ugi 反応 (多成分反応) による重合

小山らは Ugi 反応を基本とした重合法を開発することで交互ペプチドの合成を実現した.Ugi 反応は四成分縮合反応で,カルボン酸,アルデヒド (もしくはケトン),イソシアニドおよび一級アミンを混ぜると α-アミノアシルアミドが得られる[2].これまでにも Ugi 反応を起点とした高分子合成が報告されているが[3],交互ペプチドの合成はなされていなかった.

小山らがとった戦略は,上図の R3 と R4 をつなげて,イソシアノ基とカルボキシ基の両方を有するイソシアノカルボン酸を基質として用いるというものである.一般にイソシアノカルボン酸は不安定であるが,カルボン酸塩 (カリウム塩) は安定であることを利用し[4],酸 (TfOH) を用いて反応系内でイソシアノカルボン酸を発生させ Ugi 反応による重合を試みた

検討の結果,2-プロパノール溶媒中,室温で 2 日間撹拌したのち溶媒を取り除き,その後さらに 1 日間撹拌すると高分子量の生成物が得られることがわかった.炭素上の置換基の立体化学は制御されないものの,交互ペプチドが生成していることを NMR および IR で確認している.

 

ポイントと疑問点

  • 重合触媒はいらない.
  • 事前にアミンとアルデヒドを反応させたイミンを調製してから反応を行なっているが,そのままアミンとアルデヒドを使うこともできる.
  • DOSY を使って分子量を決定している.サイズ分取クロマトグラフィーは交互ペプチドがカラムに吸着しすぎるため,また DLS は交互ペプチドが低分子量なため使えなかった.
  • キラルな交互ペプチドもできるのか.
  • どうやったらもっと素早く重合できるだろうか.
  • 基質 (potassium α-isocyanoacetate) はイソシアノエステルの加水分解 (KOH) で合成.イソシアノエステルの合成もそれなりに大変か. 

著者情報

PI 小山靖人 (富山県立大学工学部)
主な経歴
2005 東北大学理学研究科 博士(理学)
2005 日本学術振興会 博士研究員
2007 東京工業大学助手,助教
2013 北海道大学触媒化学研究センター 准教授
2016 富山県立大学工学部 准教授
研究分野:有機化学•高分子合成•超分子化学
以上小山研究室HPより抜粋

参考論文

  1. Mandelkern, L.; Mattice, W. L. Biochemistry, 197110, 1926–1933. DOI: 10.1021/bi00786a029
  2. Ugi, I. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 19621, 8–21. DOI:10.1002/anie.196200081
  3. Rudick, J. G. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2013, 51, 3985–3985. DOI: 10.1002/pola.26808
  4. Bonne, D.; Dekhane, M.; Zhu, J. Org. Lett. 2004, 6, 4771–4774. DOI: 10.1021/ol0479388

関連書籍

[amazonjs asin=”4781309542″ locale=”JP” title=”クリックケミストリー―基礎から実用まで (ファインケミカルシリーズ)”] [amazonjs asin=”4061543628″ locale=”JP” title=”高分子の合成(下)―開環重合・重縮合・配位重合 (KS化学専門書)”] [amazonjs asin=”4785330872″ locale=”JP” title=”高分子合成化学(改訂版)”]
Avatar photo

Naka Research Group

投稿者の記事一覧

研究グループで話題となった内容を紹介します

関連記事

  1. 第4回慶應有機化学若手シンポジウム
  2. アメリカで Ph.D. を取る –エッセイを書くの巻– (前編)…
  3. 有機化合物で情報を記録する未来は来るか
  4. 新生HGS分子構造模型を試してみた
  5. 有機合成化学協会誌2025年12月号:ホウ素二置換カルベン・不斉…
  6. IKCOC-15 ー今年の秋は京都で国際会議に参加しよう
  7. 教科書を書き換えるか!?ヘリウムの化合物
  8. C–NおよびC–O求電子剤間の還元的クロスカップリング

注目情報

ピックアップ記事

  1. BASF、新規のキラル中間体生産プロセスを開発!
  2. 鬼は大学のどこにいるの?
  3. 実験の再現性でお困りではありませんか?
  4. 光と熱で固体と液体を行き来する金属錯体
  5. トレハロースが癒着防止 手術に有効、東大など発表
  6. 若手研究者に朗報!? Reaxys Prizeに応募しよう
  7. 名古屋市科学館で化学してみた
  8. ヒドリド転位型C(sp3)-H結合官能基化を駆使する炭素中員環合成
  9. 軽くて強いだけじゃないナノマテリアル —セルロースナノファイバーの真価
  10. 114番元素生成の追試に成功

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

査読に AI を使われた体験談

生成 AI の普及は加速しており、調べもの、英文校閲など研究者の皆さんも活用していることと思います。…

フィーゼルマン チオフェン合成/Fiesselmann Thiophene Synthesis

概要フィーゼルマン チオフェン合成(Fiesselmann Thiophene Synthesi…

“とび跳ねる水滴”に潜む物理 〜接触時間とエネルギー源で読む撥水・防氷のテク〜

熱したフライパンに落ちた水滴が、玉になってコロコロと走り回り、冷えた面では、結露水が合体した瞬間に跳…

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。…

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