[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

Arcutine類の全合成

[スポンサーリンク]

Arcutinidine, arcutinine, 及びarcutineの不斉全合成が達成された。生合成仮説に基づいたWagner–Meerwein型1,2-アルキル転位が鍵反応である

C20ジテルペノイドアルカロイド

Arcutine類(13)は、2001年にトリカブトより単離・構造決定されたC20ジテルペノイドアルカロイドに分類される化合物である[1]

これらは二重に縮環したビシクロ[2.2.2]オクタン骨格や、高度に官能基化されたピロリン部位といった特徴的な構造をもつ。これまで13の全合成の報告はなかったが、本年3つのグループ(Qin・Sarpong・Li)より矢継ぎ早に報告された。

Qinらは、アザワッカー酸化と続くIMDAによって、連続的なピロリン部位とビシクロ[2.2.2]オクタン骨格の構築により、arcutine(2)およびarcutinidine(3)の初の全合成を達成した(図1B)[2]

また、Sarpongらは今回紹介する論文とほぼ同時[3]3の合成を達成した。彼らは、アクリル酸エステルとアリール基との[4+2]付加環化反応によってビシクロ[2.2.2]オクタン骨格を構築した(図1C)[4]

一方でSarpongらは以前、hetidine骨格4を経由するarcutine類の生合成仮説を提唱している(図1D)[5]。これは、4の酸化によって生じるhetidine型カルボカチオン6が、1,2-アルキル転位によってarcutine型カルボカチオン7となり、arcutine骨格3’を与えるという主張である。DFT計算により転位後生成物8が転位前の5より2.1kcal/mol安定であることを示したが、本生合成仮説の実証には至っていなかった。
今回、上海有機化学研究所(SIOC)のLi教授は、Sarpongらの生合成仮説に基づいた合成を計画した。すなわちarcutine類(13)は、アニオン促進型Diels–Alder反応により構築したhetidine骨格からPrins/Wagner–Meerwein型1,2-アルキル転位により合成できると考えた(図1E)。

図1. (A) Arcutine類の構造 (B) Qinらの合成 (C) Sarpongらの合成 (D) Hetidine骨格を経由するarcutine類の生合成仮説 (E) 今回の逆合成

“Asymmetric Total Synthesis of Arcutinidine, Arcutinine, and Arcutine”
Zhou, S.; Xia, K.; Leng, X.; Li, A. J. Am. Chem. Soc. 2019 Just Accepted Manuscript
DOI: 10.1021/jacs.9b05818
論文著者の紹介

研究者:Ang Li
研究者の経歴:
2004 B.Sc. Peking University (Prof. Zhen Yang)
2009 Ph. D. The Scripps Research Institute (Prof. K. C. Nicolaou)
2010 Research fellow Institute of Chemical and Engineering Sciences (Prof. K. C. Nicolaou)
2010­­– Professor Shanghai Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Science
研究内容:天然物の全合成研究

論文の概要

Liらはまず、容易に合成可能な9および10のDiels–Alder反応によって11を合成した(図2)。

続いて、LiHMDSを用いたエノールの生成に伴うアニオン促進型分子内Diels–Alder反応によってhetidine骨格前駆体となる12へ導いた。

このような合成戦略に基づく12に類似した骨格構築は同著者らが以前にも報告しているため参照されたい(6)

次に、鍵反応であるPrins反応、およびWagner–Meerwein転位によってarcutine骨格15を得ることに成功した。種々の検討の結果、Lewis酸にSnCl4を用いる場合が最も収率良く目的の15を与えた(entry 5)。なお、転位後のカルボカチオン中間体14を酸素求核剤によって捕捉しようと試みたが、主生成物は脱プロトン化が進行した15のみであった(entry 6)。続いて面選択的な向山水和反応、続く四酸化ルテニウム酸化によって16を合成した。最後に、16のラクトン部位の開環、17からのピロリン部位の形成によりarcutinidine(3)及びarcutinine(2)の合成を達成した。さらに3からarcutine (1)を合成し、1の構造が1’であると構造訂正をした[1]

図2. Arcutine類の立体選択的全合成

以上、今回筆者らは生合成仮説に基づいたPrins/Wagner–Meerwein反応によるarcutine型骨格への変換によって、arcutine類の立体選択的全合成を達成した。これにより、Sarpongらの生合成仮説の妥当性も支持された。今後、類似したC20ジテルペノイドアルカロイドの生物学研究、合成研究への応用が期待できる。

参考文献

  1. (a) Tashkhodzhaev, B.; Saidkhodzhaeva, S. A.; Bessonova, I. A.; Antipin, M. Y. Chem. Nat. Compd2000, 36, 79. DOI: 10.1007/BF02234909(b) Saidkhodzhaeva, S. A.; Bessonova, I. A.; Abdullaev, N. D. Chem. Nat. Compd. 2001,37, 466. DOI: 10.1023/A:1014479628541
  2. Nie, W.; Gong, J.; Chen, Z.; Liu, J.; Tian, D.; Song, H.; Liu, X. Y.; Qin, Y. J. Am. Chem. Soc.2019, 141, 9712. DOI: 10.1021/jacs.9b04847
  3. 同日(2019年5月31日)、Sarpongらの論文は00:36に、Liらの論文(本論文)は00:37にChemRxiv™️上で公開された。
  4. Owens, K. R.; McCowen, S.; Blackford, K. A.; Ueno, S.; Hirooka, Y.; Weber, M.; Sarpong, R. J. Am. Chem. Soc.2019, Just Accepted Manuscript DOI: 10.1021/jacs.9b05815
  5. Weber, M.; Owens, K.; Sarpong, R. Tetrahedron Lett.2015, 56, 3600. DOI: 1016/j.tetlet.2015.01.111
  6. Zhou, S.; Guo, R.; Yang, P.; Li, A. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 9025. DOI: 10.1021/jacs.8b03712
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. ドーパミンで音楽にシビれる
  2. ご注文は海外大学院ですか?〜選考編〜
  3. 『ほるもん-植物ホルモン擬人化まとめ-』管理人にインタビュー!
  4. “腕に覚えあり”の若手諸君、「大津会議」…
  5. 一流の化学雑誌をいかにしてつくるか?
  6. 【書籍】パラグラフ・ライティングを基礎から訓練!『論理が伝わる …
  7. 英文読解の負担を減らすマウスオーバー辞書
  8. 化学反応のクックパッド!? MethodsNow

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 野依 良治 Ryoji Noyori
  2. シクロヘキサンの片面を全てフッ素化する
  3. E値 Environmental(E)-factor
  4. ライセルト反応 Reissert Reaction
  5. 第96回日本化学会付設展示会ケムステキャンペーン!Part I
  6. テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0) : Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)
  7. 第九回 タンパク質に新たな付加価値を-Tom Muir教授
  8. DABSOを用いるSO2導入反応 SO2 incorporation using DABSO
  9. 日本にノーベル賞が来る理由
  10. R・スモーリー氏死去 米国のノーベル賞化学者

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

第47回―「ロタキサン・カテナン・クラウンエーテルの超分子化学」Harry Gibson教授

第47回の海外化学者インタビューは、ハリー・ギブソン教授です。バージニア工科大学の化学科に所属し、プ…

女優・吉岡里帆さんが、化学大好きキャラ「DIC岡里帆(ディーアイシーおか・りほ)」に変身!

印刷インキや有機顔料世界トップシェアのDIC株式会社は、2020年1月より、数々のヒット作に出演し、…

tRNAの新たな役割:大豆と微生物のコミュニケーション

畑に生えている大豆の根っこを抜いてみると、丸い粒みたいなものがたくさんできています。根粒(こんりゅう…

第46回―「分子レベルの情報操作を目指す」Howard Colquhoun教授

第46回の海外化学者インタビューは、ハワード・コルクホーン教授です。英国レディング大学の化学科に所属…

長期海外出張のお役立ちアイテム

ぼちぼち中堅と呼ばれる年齢にさしかかってきたcosineです。そんなお年頃のせいでしょうか、…

使っては・合成してはイケナイ化合物 |第3回「有機合成実験テクニック」(リケラボコラボレーション)

理系の理想の働き方を考える研究所「リケラボ」とコラボレーションとして「有機合成実験テクニック」の特集…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP