[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

Naka Research Group

Naka Research Group

投稿者の記事一覧

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. アンモニアを窒素へ変換する触媒
  2. 「タキソールのTwo phase synthesis」ースクリプ…
  3. 光化学スモッグ注意報が発令されました
  4. アンモニアがふたたび世界を変える ~第2次世界大戦中のとある出来…
  5. 2018年ケムステ人気記事ランキング
  6. PdとTiがVECsの反応性をひっくり返す?!
  7. 電気化学と金属触媒をあわせ用いてアルケンのジアジド化を制す
  8. 未踏の構造に魅せられて―ゲルセモキソニンの全合成

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 化学ベンチャーが食品/医薬/化粧品業界向けに温度検知ゲル「Thermo Tracker(サーモトラッカー)」を開発
  2. 博士課程学生の経済事情
  3. 芳香族化合物のスルホン化 Sulfonylation of Aromatic Compound
  4. 会社でも英語を重視?―さて詮なきことか善きことか
  5. 三次元アクアナノシートの創製! 〜ジャイロイド構造が生み出す高速プロトン輸送〜
  6. イミデートラジカルを経由するアルコールのβ位選択的C-Hアミノ化反応
  7. ケムステイブニングミキサー2019に参加しよう!
  8. AZADOLR ~ 高活性なアルコール酸化触媒
  9. 辻・ウィルキンソン 脱カルボニル化反応 Tsuji-Wilkinson Decarbonylation
  10. NHPI触媒によるC-H酸化 C-H Oxidation with NHPI Catalyst

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

ホウ素でがんをやっつける!

「ホウ素」と言ったときに皆さんは何を思い浮かべますか?鈴木宮浦カップリング、ルイス酸(BF3…

広瀬すずさんがTikTok動画に初挑戦!「#AGCチャレンジ」を開始

TikTok For BusinessとAGC株式会社は、AGCをより多くの人に知っていただくことを…

新規性喪失の例外規定とは?

bergです。今回は論文投稿・学会発表と特許出願を同時に行うための新規性喪失の例外規定の適用手続きに…

新車の香りは「発がん性物質」の香り、1日20分嗅ぐだけで発がんリスクが高まる可能性

「新車の香り」には、がんや生殖障害、子どもの先天性欠損症などを引き起こす可能性があるベンゼンやホルム…

溶液を流すだけで誰でも簡単に高分子を合成できるリサイクル可能な不均一系ラジカル発生剤の開発

第 295 回のスポットライトリサーチは東京大学豊田研究室の博士課程 1 年 岡美奈実さんと修士課程…

Carl Boschの人生 その9

Tshozoです。書いてると色々膨らんで収集がつかなくなりますね。ということで前回の続き。W…

創薬・医療系ベンチャー支援プログラム”BlockbusterTOKYO” ビジネスプラン発表会を開催!

東京都が主催し、Beyond Next Ventures株式会社が運営するBlockbuster T…

酸化反応を駆使した(-)-deoxoapodineの世界最短合成

第294回のスポットライトリサーチは、吉田慶 博士にお願いしました。今回取り上げる研究は有機…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP