[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

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

The following two tabs change content below.
Naka Research Group
名古屋大学大学院理学研究科 野依研究室 中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. 若手化学者に朗報!YMC研究奨励金に応募しよう!
  2. ご注文は海外大学院ですか?〜出願編〜
  3. 日本のお家芸、糖転移酵素を触媒とするための簡便糖ドナー合成法
  4. とある化学者の海外研究生活:スイス留学編
  5. 鉄錯体による触媒的窒素固定のおはなし-2
  6. 「日本研究留学記: オレフィンの内部選択的ヒドロホルミル化触媒」…
  7. 博士号とは何だったのか - 早稲田ディプロマミル事件?
  8. 前人未踏の超分子構造体を「数学のチカラ」で見つけ出す

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. ゴキブリをバイオ燃料電池、そしてセンサーに
  2. お”カネ”持ちな会社たちー2
  3. 硫黄化合物で新めっき 岩手大工学部
  4. 文具に凝るといふことを化学者もしてみむとてするなり⑩:メクボール の巻
  5. 有機合成化学協会誌2018年5月号:天然物化学特集号
  6. 盗難かと思ったら紛失 千葉の病院で毒薬ずさん管理
  7. メソリティック開裂を経由するカルボカチオンの触媒的生成法
  8. SciFinder Future Leaders in Chemistry参加のススメ
  9. カルタミン
  10. 血液型をChemistryしてみよう!

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

宮沢賢治の元素図鑑

概要本書は宮沢賢治の作品に登場する元素を取り上げ、作品を入り口として各元素について解説した書…

電子豊富芳香環に対する触媒的芳香族求核置換反応

2017年、ノースカロライナ大学チャペルヒル校・David Nicewiczらは、可視光レドックス触…

毛染めでのアレルギー大幅低減へ ~日華化学がヘアカラー用染料開発~

日華化学(本社福井県福井市、江守康昌社長)は、髪へのダメージや頭皮への刺激がなく、アレルギーのリスク…

スナップタグ SNAP-tag

スナップタグ(SNAP-tag)は、特定のタンパク質だけを化学標識したいときに、目印として融合発現さ…

フラッシュ自動精製装置に新たな対抗馬!?: Reveleris(リベラリス)

シリカゲルクロマトグラフィーを機械にやっていただき時間や場所、溶媒などを削減できるフラッシュ自動精製…

“結び目”をストッパーに使ったロタキサンの形成

分子ノットの嵩高さを利用した新規ロタキサンを合成した。末端に分子ノットをストッパーとして形成すること…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP