[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

ニンニクの主要成分を人工的につくる

ニンニクの主要成分であるアホエンの新規全合成が達成された。酸化条件でオレフィンとスルホキシドを一挙に構築する手法により、簡便かつ短工程なアホエンの大量合成が可能となった。

ニンニクの主要成分アホエン

ユリ科ネギ属の植物であるニンニクは香辛料として食用にすることはもちろんのこと、広く薬用としても用いられてきた。ニンニクは、ビタミンやミネラルの他に硫黄化合物が豊富に含まれており、脳卒中、冠動脈血栓症及びアテローム性動脈硬化症の予防にも効果があるとされている。ニンニクの主要成分であるアホエン(ajoene1)は、1984年に発見されたビニルスルフィド部位をもつアリルスルホキシド化合物である。1の生合成経路は、以下のように説明されている(1A)。ニンニク中のアリイン(alliin2)が酵素アリイナーゼによりアリルスルフェン酸(3)へと変換され、二量化することでアリシン(allicin4)が生成する。反応性の高い4がさらに3と反応することで1を生じる。

 これまで1を人工合成した例はBlockらによる報告[1a,b]のみであり、4をアセトン水溶液中で4時間加熱することで1が得られた(1B)。この方法は短段階であり、最近フッ素をもつ類縁体の合成にも拡張されている[1c]。しかし、多くの副生成物を生じるため1は低収率(34%)にとどまる。また、2012年にアホエン誘導体5の合成法が報告されているが、1自体の合成には適用できていない(1C)[2]

今回、Cardiff大学のWirth教授らは入手容易な化合物から、効率的かつ大量合成可能な1の全合成を達成した(1D)

図1. (A)ajoene(1)の生合成経路、(B)過去の1の合成、(C) ajoene誘導体5の合成、(D)今回の合成

“Short Total Synthesis of Ajoene”

Silva, F.; Khokhar, S. S.; Williams, D. M.; Saunders, R.; Evans, G. J. S.; Graz, M.; Wirth, T. Angew. Chem., Int. Ed.2018, 57, 12290

DOI: 10.1002/anie.201808605

論文著者の紹介

研究者:Thomas Wirth (研究室リンク)

研究者の経歴(一部抜粋):

1984–1990 BSc, University of Bonn
1989–1992 PhD, Technical University of Berlin (Prof. Siegfried Blechert)
1992–1993 Posdoc, Kyoto University (Prof. Kaoru Fuji)
1994-1998 Habilitation, University of Basel
2000–present Professor, Cardiff University

研究内容:セレンの化学、天然物合成、マイクロリアクター化学

論文の概要

著者らは1のアリル部位とスルホキシド部位を合成終盤に一挙に構築する効率的手法を考案した。以下1の合成経路の詳細を述べる(2)

まず、出発原料である臭化物6をチオウレアと反応させ、続く加水分解、生じたチオールのプロパルギル化を経てチオエーテル7を合成した。7に対し、セレノシアン酸2-ニトロフェニルとトリブチルホスフィンを加えることでセレニド9aが得られた。別法として、6に対し、水素化ホウ素ナトリウムとジフェニルジセレニドを作用させることで得られるセレニド8に、上述したプロパルギルチオエーテル化を行うことで置換基の異なる9bを合成した。次に、9へのチオ酢酸のラジカル付加により10とし、続くアセチル基の加水分解と、11によるスルフェニル化により12を得た。最後に12を酸化によりセレノキシドの脱離とスルホキシドの生成が同時に進行すれば1が合成できる。酸化剤として過酸化水素を用いたところ、1が収率20%程度で得られた。反応条件の検討により、10からジイソプロピルアミン(DIPA)存在下m-CPBAを用いると最も収率よく13を与えた(収率48%)。最後にスルフェニル化を行うことでアホエン1の合成を達成した(論文SI参照)。本法を用いて1169gも合成している(純度90%)

さらに合成した1のクオラムセンシング(QS:特定の遺伝子発現を調節する因子)阻害効果を確認したところ、天然から抽出した1と同等な活性を示した(詳細は論文参照)

図2. ajoene(1)の全合成

参考文献

  1. a) Block, E.; Ahmad, S.; Jain, M. K.; Crecely, R. W.; Apitz-Castro, R.; Cruz, M. R. J. Am. Chem. Soc.1984, 106, 8295. DOI:10.1021/ja00338a049b) Block, E.; Ahmad, S.; Catalfamo, J. L.; Jain, M. K.; Apitz-Castro, R. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 7045. DOI: 10.1021/ja00282a033 c) Block, E.; Bechand, B.; Gundala, S.; Vattekkatte, A.; Wang, K.; Mousa, S.; Godugu, K.; Yalcin, M.; Mousa, S. Molecules 2017, 22, 2081. DOI: 10.3390/molecules22122081
  2. Kaschula, C. H.; Hunter, R.; Stellenboom, N.; Caira, M. R.; Winks, S.; Ogunleye, T.; Richards, P.; Cotton, J.; Zilbeyaz, K.; Wang, Y.; Siyo, V.; Ngarande, E.; Parker, M. P. J. Med. Chem. 2012, 50, 236. DOI: 10.1016/j.ejmech.2012.01.058
The following two tabs change content below.
山口 研究室
早稲田大学山口研究室の抄録会からピックアップした研究紹介記事。

関連記事

  1. ヒドロアシル化界のドンによる巧妙なジアステレオ選択性制御
  2. クロム光レドックス触媒を有機合成へ応用する
  3. デュアルディスプレイDNAコード化化合物ライブラリーの改良法
  4. 分子構造を 3D で観察しよう (1)
  5. アロタケタールの全合成
  6. 波動-粒子二重性 Wave-Particle Duality: …
  7. 消せるボールペンのひみつ ~30年の苦闘~
  8. タミフルの新規合成法・その4

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 家庭での食品保存を簡単にする新製品「Deliéa」
  2. あなたの天秤、正確ですか?
  3. カーボンナノチューブをふりかえる〜Nano Hypeの狭間で
  4. ディークマン縮合 Dieckmann Condensation
  5. 「フラストレイティド・ルイスペアが拓く革新的変換」ミュンスター大学・Erker研より
  6. 典型元素触媒による水素を還元剤とする第一級アミンの還元的アルキル化
  7. 2001年ノーベル化学賞『キラル触媒を用いる不斉水素化および酸化反応の開発』
  8. ALSの新薬「ラジカット」試してます
  9. JSRとはどんな会社?-2
  10. アルツハイマー病・ワクチン開発相次ぐ、副作用回避へ知恵絞る

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

化学構造式描画のスタンダードを学ぼう!【応用編】

前回の【基本編】に引き続き、化学構造式描画の標準ガイドラインをご紹介します。“Graphical…

アジドの3つの窒素原子をすべて入れる

ホスフィン触媒を用い、アジド化合物とα,β-エノンからβ-アミノα-ジアゾカルボニル化合物を合成した…

工程フローからみた「どんな会社が?」~タイヤ編 その1

Tshozoです。今回の主役はゴムで出来ている車両用タイヤ。通勤時に道路で毎日目にするわりに…

感染制御ー薬剤耐性(AMR)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。…

有機合成化学協会誌2019年1月号:大環状芳香族分子・多環性芳香族ポリケチド天然物・りん光性デンドリマー・キャビタンド・金属カルベノイド・水素化ジイソブチルアルミニウム

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2019年1月号がオンライン公開されました。今…

リチウムイオンバッテリーの容量を最大70%まで向上させる技術が開発されている

スマートフォンや電気自動車の普及によって、エネルギー密度が高く充電効率も良いリチウムイオンバッテリー…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP