[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

天然物の構造改訂:30年間信じられていた立体配置が逆だった

[スポンサーリンク]

天然物アミプリマイシンおよびミハラマイシンの構造が改訂された。従来の合成品と天然物のNMRスペクトルの矛盾も解決することができた。

アミプリマイシンとミハラマイシンの構造決定

アミプリマイシン(1)は1976年にStreptomyces novoguineensisから単離されたペプチジルヌクレオシドであり、稲熱病菌に対する抗菌活性を示す[1]。名古屋大学の後藤らによって1982年に11H NMRスペクトルと誘導化により推定構造が提案されたが、C6’位の絶対立体配置は未決定であり、C2”位とC3”位についてもcis型であることしか明らかにされていなかった(図1A)。一方で、1967年にミハラマイシンA(2a)およびB(2b)という1と類似構造をもつ天然物が報告されていた[2]。1983年、東京大学の瀬戸らはアミプリマイシン誘導体(3)との比較により、2がもつジオキサビシクロ[4.3.0]ノナン骨格はシス縮環であると推定した(図1B)。その後2008年にUPMCのBlériotらが、NMRスペクトル解析によりC6’位の絶対立体配置を(S)であると報告した。1980年代以降、この立体構造をもとにした1および2の部分合成が多数報告された。
本論文の著者である上海有機化学研究所のYuらは2018年に1の相対立体配置の完全決定のためC2”位とC3”位に関するジアステレオマー4種類およびそれらのC6’とC8’位エピマーを合成した(計8種類)[3]。しかし、天然物と合成品のNMRスペクトルに明らかな相違が見られたことから、C3’位の立体配置を逆転すべきだと結論付けた。
今回、Yuらは12の生合成経路に関連性があると考え、2のC3’位の絶対立体配置も逆でありトランス縮環である可能性を提案した(図1C)。そこで、改めて推定した立体配置をもつ1および2b誘導体(2c)の全合成を達成し、天然物とNMRスペクトルを比較することで全ての不斉炭素における絶対立体配置を決定した。さらに、X線結晶構造解析により天然物の正確な構造が明らかとなった。

図1. (A) 以前の推定構造 (B) 改訂後の絶対立体配置

 

“The Miharamycins and Amipurimycin: their Structural Revision and the Total Synthesis of the Latter”

Wang, S.; Zhang, Q.; Zhao, Y.; Sun, J.; Kang, W.; Wang, F.; Pan, H.; Tang, G.; Yu, B. Angew. Chem.,Int. Ed. 2019, 58, 10558.

DOI: 10.1002/anie.201905723

論文著者の紹介

研究者:Biao Yu (URL: http://biaoyu.sioc.ac.cn/index.asp)
研究者の経歴:
1985-1989 B.S., Department of Technical Physics, Peking University
1989-1995 Ph.D, Shanghai Institute of Organic Chemistry (SIOC)
1995-1996 Postdoc, Department of Chemistry, New York University
1996-1997 Assistant Professor, SIOC
1997-1999 Associate Professor, SIOC
1999- Professor, SIOC
研究内容:糖を含む天然物の全合成、反応開発、ケミカルバイオロジー

論文の概要

Yuらは2018年に合成した1のジアステレオマー8種類と天然物の1H NMRスペクトルを比較した。詳細は論文SIを参照されたいが、H8’(最も天然物との化学シフトが矛盾する)の化学シフトが類似している合成品を選び、1の絶対立体配置は6’S、8’Rとし、2のC8’位も同様にR配置と推定した。さらに1のC2”位、C3”位の立体配置に関しては、この残基と同じ骨格である天然物シスペンタシン(15)が(1R,2S)型のみ単離されていることから、2”R、3”Sであると示唆された[4]
推定した立体配置に基づき、1および2cの全合成を目指した。D-アラビノース(4)を出発物質とし、3工程で5を合成、続く6とのアルドール反応により単一の立体をもつ7aを与えた(図2)。保護基を変換した7bのC5’位をZn(BH4)2によってヒドリド還元し、立体選択的に二級アルコール8を得た。8より導いたヘミアセタール9からHf(OTf)4を触媒とした環化反応によりピラノース骨格を形成した[3]10は1,3-ジアキシアル反発のため、いす型配座よりもねじれ舟型配座が安定となる[5]。続いて11のC2’位のヒドロキシ基を酸化、立体選択的に還元することで1212から2工程で合成した13のC1’位にプリン塩基骨格を導入し、共通中間体14を得た。最後に、15もしくはアルギニン骨格1614のC6’位のアミン部位を縮合し、保護基を除去することでアミプリマイシン(1)および4’-デオキシミハラマイシンB(2c)の全合成を達成した。合成した12cのNMRスペクトルは天然物とよく一致し、X線結晶構造解析によって立体構造を最終決定した[6]

図2. アミプリマイシン(1)および4’-デオキシミハラマイシンB(2c)の全合成とX線結晶構造(論文より引用)

 

以上、天然物の全合成により、約30年前に報告されたそれらの立体構造を改訂することに成功した。これらの生合成経路は現在関心が高まっており[7]、今回の結果が解明の助けとなるに違いない。

参考文献

  1. (a) Iwasa, T.; Kishi, T.; Matsuura, K.; Wakae, O. J. Antibiot. 1977, 30, 1. DOI: 10.7164/antibiotics.30.1(b) Harada, S.; Kishi, T. J. Antibiot.1977, 30, 11. DOI: 10.7164/antibiotics.30.11(c) Goto, T.; Toya, Y.; Ohgi, T.; Kondo, T. Tetrahedron Lett. 1982, 23, 1271. DOI: 10.1016/S0040-4039(00)87080-X
  2. (a) Noguchi, T.; Yasuda, Y.; Niida, T.; Shomura, T. Ann. Phytopath. Soc. Jpn.1968, 34, 323. DOI: 10.3186/jjphytopath.34.323(b) Seto, H.; Koyama, M.; Ogino H.; Tsuruoka, T.; Inouye, S.; Otake, N. Tetrahedron Lett.1983, 24, 1805. DOI: 10.1016/S0040-4039(00)81775-X
  3. Wang, S.; Sun, J.; Zhang, Q.; Cao, X.; Zhao, Y.; Tang, G.; Yu, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 2884. DOI: 10.1002/anie.201800169
  4. Kawabata, K.; Inamoto, Y.; Sakane, K.; Iwamoto, T.; Hashimoto, S. J. Antibiot.1990, 43, 513. DOI: 10.7164/antibiotics.43.513
  5. Markad, P. R.; Kumbhar, N.; Dhavale, D. D. Beilstein J. Org. Chem. 2016, 12, DOI: 10.3762/bjoc.12.165
  6. 合成品2cと天然物2b1H NMRスペクトルのJ値(H2’, H8’, H9’)を比較した。また、X線結晶構造解析には自身で単離した天然物1および2bを用いた。
  7. (a) Kang, W.-J.; Pan, H.-X.; Wang, S.; Yu, B.; Hua, H.; Tang, G.-L. Lett.2019, 21, 3148. DOI: 10.1021/acs.orglett.9b00840(b) Romo, A. J.; Shiraishi, T.; Ikeuchi, H.; Lin, G.-M.; Geng, Y..; Lee, Y.-H.; Liem, P. H.; Ma, T.; Ogasawara, Y.; Shin-ya, K.; Nishiyama, M.; Kuzuyama, T.; Liu, H.-w.J. Am. Chem. Soc. 2019,Just Accepted Manuscript. DOI: 10.1021/jacs.9b03021
山口 研究室

山口 研究室

投稿者の記事一覧

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. 世界の「イケメン人工分子」① ~ 分子ボロミアンリング ~
  2. 三中心四電子結合とは?
  3. 最近のwebから〜固体の水素水?・化合物名の商標登録〜
  4. オーストラリア国境警備で大活躍の”あの”機器
  5. DOIって何?
  6. メタロペプチド触媒を用いるFc領域選択的な抗体修飾法
  7. 合成とノーベル化学賞
  8. 癸巳の年、世紀の大発見

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 2009年度日本学士院賞、化学では竜田教授が受賞
  2. トーマス・トーレス Tomas Torres
  3. 食品アクリルアミド低減を 国連専門委「有害の恐れ」
  4. ヘテロアレーンカルボニル化キナアルカロイド触媒を用いたアジリジンの亜リン酸によるエナンチオ選択的非対称化反応
  5. 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事~
  6. 鉄触媒を用いて効率的かつ選択的な炭素-水素結合どうしのクロスカップリング反応を実現
  7. フラックス結晶育成法入門
  8. ブートキャンプ
  9. 化学Webギャラリー@Flickr 【Part1】
  10. ハワイ州で日焼け止め成分に規制

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

富士フイルム和光純薬がケムステVプレミアレクチャーに協賛しました

ケムステVシンポとともにケムステオンライン講演会の両輪をなすケムステVプレミアクチャー(Vプレレク)…

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…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP