[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. ヘテロ原子を組み込んだ歪シクロアルキン簡便合成法の開発
  2. Reaxys Prize 2012ファイナリスト45名発表!
  3. 【書籍】アリエナイ化学実験の世界へ―『Mad Science―炎…
  4. 第3回ITbM国際シンポジウム(ISTbM-3)、第11回平田ア…
  5. “かぼちゃ分子”内で分子内Diels–Alder反応
  6. シクロペンタジエニル錯体の合成に一筋の光か?
  7. Wileyより2つのキャンペーン!ジャーナル無料進呈と書籍10%…
  8. Ph.D. Comics – Piled Highe…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. ACD/ChemSketch Freeware 12.0
  2. 「科学者の科学離れ」ってなんだろう?
  3. Density Functional Theory in Quantum Chemistry
  4. カルボン酸だけを触媒的にエノラート化する
  5. リンと窒素だけから成る芳香環
  6. インターネットを活用した英語の勉強法
  7. 留学せずに英語をマスターできるかやってみた(3年目)
  8. 石見銀山遺跡
  9. “follow”は便利!
  10. 石油化学大手5社、今期の営業利益が過去最高に

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

博士課程に進学したあなたへ

どういった心構えで研究生活を送るべきかについて、昨年ですが面白い記事がNatureに出ていたので、紹…

【書籍】フロンティア軌道論で理解する有機化学

「軌道の見方がわかる!有機反応を一貫して軌道論に基づいて解説。新しい有機化学を切り拓く読者へ…

少量の塩基だけでアルコールとアルキンをつなぐ

カリウムtert-ブトキシドを触媒とするα-アルキルケトン合成法が報告された。遷移金属を用いず、高い…

日本薬学会第139年会 付設展示会ケムステキャンペーン

日本化学会年会では毎年恒例の付設展示会ケムステキャンペーンを行いました。さて、本日から日本薬…

論文・学会発表に役立つ! 研究者のためのIllustrator素材集: 素材アレンジで描画とデザインをマスターしよう!

概要Adobe Illustratorを用いたイラスト作成の入門書。すぐに使えるイラスト素材…

シアノヒドリンをカルボン酸アミドで触媒的に水和する

第190回目のスポットライトリサーチは、神田 智哉(かんだ ともや)さんにお願いしました。神…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP