[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

(–)-Vinigrol短工程不斉合成

[スポンサーリンク]

保護基を用いない(–)-Vinigrolの不斉全合成が達成された。従来法の分子内Diels–Alder反応(IMDA)を用いず、分子内[5+2]環化付加反応を用いたことが短工程合成の鍵である。

ビニグロール

(–)-Vinigrol(1)は1987年、Hashimotoらによって真菌株Virgaria nigra F-5408から単離されたジテルペンである[1]。(–)-1はヒトの血小板凝集阻害作用を有し、腫瘍壊死因子の拮抗剤になりうる。また、8つの不斉中心をもつ1,5-ブタノデカヒドロナフタレン骨格が複雑な環構造を形成していることから、合成化学的にも注目を集める化合物である。
2009年にBaranらは、分子内Diels–Alder反応(IMDA)とGrob開裂を鍵反応とし、1,5-ブタノデカヒドロナフタレン骨格を構築し、初の(±)-1の全合成を達成した(Figure 1A)[2a]。その後、2012年にはBarriaultらがⅡ型IMDAを用いて(Figure 1B)[2b,3a]、2013年にはNjardarsonらが酸化的脱芳香族化に続くIMDAを用いた(±)-1の全合成を報告した(Figure 1C)[2c,d]。また、ごく最近Luoらによって、渡環Diels–Alder反応を用いた初の(–)-1の不斉全合成が達成された(Figure 1D)[2e]。しかし、いずれの合成法もDiels–Alder反応で骨格形成を行っており、工程数も比較的多いことが課題であった。
今回、南方科技大学のLiらは、クロロジヒドロカルボン(2)から14工程で(–)-1の不斉全合成を達成した(Figure 1E)。合成困難である1,5-ブタノデカヒドロナフタレン骨格を既報とは異なるⅡ型[5+2]環化付加反応によって構築したことが本合成の特徴である[3b]。また、保護基を用いないことで、工程数の短縮にも成功した。

Figure 1. (±)-1の全合成 (A) Baran、(B) Barriault、(C) Njardarson、(–)-1の不斉全合成、(D) Luo、(E) 今回の合成経路

 

“Asymmetric Total Synthesis of ()-Vinigrol”
Min, L.; Lin, X.; Li, C.C. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 15773–15778.
DOI: 10.1021/jacs.9b08983

論文著者の紹介

研究者:Chuang-Chuang Li

研究者の経歴:
1997–2001 B.S., China Agricultural University, China (Prof. Dao-Quan Wang)
2001–2006 Ph.D., Peking University, China (Prof. Zhen Yang)
2006–2008 Postdoc., The Scripps Research Institute, USA (Prof. Phil S. Baran)
2008–2013.12 Associate Professor, Peking University, China
2014.1–2017.12 Research Professor, Southern University of Science and Technology, China
2018.1– Full Professor, Southern University of Science and Technology, China

研究内容:合成方法論の開発、ケミカルバイオロジー、天然物合成

論文の概要

Liらは21の不斉合成におけるキラルプールとして用いた(Figure 2A)。2から6工程を経て環化付加反応前駆体3へと導いた。次に、ヒドロキニジンを添加することで、中間体5を生成、続くⅡ型分子内[5+2]環化付加反応によって、1,5-ブタノデカヒドロナフタレン4を構築することに成功した。4のWilkinson触媒を用いた水素添加およびヒドロホウ素化により、ジオール体6を得た。続いて、得られた6のIBX酸化を行ったが、所望の7は得られず、予想外のヘテロ架橋構造をもつ9が得られた。その後、ヨウ化サマリウムによる還元でヘテロ架橋構造を開裂させた後、Mander試薬と反応させ、続いてPhSeBrを作用させることによりエノン体10を合成した。10のDIBAL還元により (–)-1への変換を試みたが、11が得られた。そこで、11の一重項酸素-エン反応を行うことで、(–)-1の全合成を達成した。
筆者らは、6のIBX酸化過程を以下のように推定した(Figure 2B)。まず、IBX存在下ヒドロキシ基およびC4a位が酸化され、ヒドロキシジケトン8が生じる。続いて、ヒドロキシ基の立体障害の少ないケトンに対する求核攻撃により、オキセタノン8aが形成する。8aのC3位からC4位への転位が進行し、不安定なb-ラクトン8bが生成する。その後の脱炭酸によりエノール体8cが生じ、ケト-エノール互変異性によりケトン体9が得られる。

Figure 2. (A) (–)-1の合成経路、(B) 6から9の反応機構

 

以上、保護基を用いることなく14工程で(–)-1の不斉全合成が達成された。今後、1,5-ブタノデカヒドロナフタレン骨格を持つ類似体の効率的合成およびそれらを用いた生物学的研究への展開が期待される。

参考文献

  1. Uchida, I.; Ando, T.; Fukami, N.; Yoshida, K.; Hashimoto, M.; Tada, T.; Koda, S.; Morimoto, Y. The Structure of Vinigrol, a Novel Diterpenoid with Antihypertensive and Platelet Aggregation-Inhibitory Activities. J. Org. Chem. 1987, 52, 5292–5293. DOI: 10.1021/jo00232a048
  2. (a)Maimone, T. J.; Shi, J.; Ashida, S.; Baran, P. S. Total Synthesis of Vinigrol. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17066–17067. DOI: 10.1021/ja908194b (b) Poulin, J.; Grisé-Bard, C. M.; Barriault, L. A Formal Synthesis of Vinigrol. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 2111–2114. DOI: 10.1002/anie.201108779(c) Yang, Q.; Njardarson, J. T.; Draghici, C.; Li, F. Total Synthesis of Vinigrol. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 8648–8651. DOI: 10.1002/anie.201304624 (d) Yang, Q.; Draghici, C.; Njardarson, J. T.; Li, F.; Smith, B. R.; Das, P. Evolution of an Oxidative Dearomatization Enabled Total Synthesis of Vinigrol. Org. Biomol. Chem. 2014, 12, 330–344. DOI: 10.1039/C3OB42191K (e) Yu, X.; Xiao, L.; Wang, Z.; Luo, T. Scalable Total Synthesis of (–)-Vinigrol. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 3440–3443. DOI: 10.1021/jacs.9b00621
  3. (a)Juhl, M.; Tanner D. Recent Applications of Intramolecular Diels–Alder Reactions to Natural Product Synthesis. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2983–2992. DOI: 1039/B816703F (b) Garst, M. E.; McBride, B. J.; DouglassIII, J. G. Intramolecular Cycloadditions with 2-(ω-Alkenyl)-5-Hydroxy-4-Pyrones. Tetrahedron Lett. 1983, 24, 1675–1678. DOI: 10.1016/S0040-4039(00)81742-6

用語説明

分子内Diels–Alder反応(IMDA)[3a]

Ⅰ型およびⅡ型がある(Figure 3A)。Ⅰ型はジエンのC1位にジエノフィルが結合している場合に起こるIMDAの反応形式であり、縮合した二環化合物を与える。一方で、Ⅱ型はジエンのC2位とジエノフィルが結合しており、架橋構造を有する二環化合物を与える。

分子内[5+2]環化付加反応[3b]

IMDA同様にⅠ型およびⅡ型に区別される(Figure 3B)。Ⅰ型はオレフィンのb位にアルキル鎖が結合しており、縮合した二環化合物を与える。一方で、Ⅱ型はa位にアルキル鎖が結合しており、生成物は架橋構造を有する二環化合物を与える。

関連書籍

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. ケミストリー四方山話-Part I
  2. 遷移金属を用いない脂肪族C-H結合のホウ素化
  3. 産業界のニーズをいかにして感じとるか
  4. 核酸医薬の物語1「化学と生物学が交差するとき」
  5. ホウ素は求電子剤?求核剤?
  6. クロロラジカルHAT協働型C-Hクロスカップリングの開発
  7. リンと窒素だけから成る芳香環
  8. スーパーなパーティクル ースーパーパーティクルー

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. アステラス病態代謝研究会 2018年度助成募集
  2. 日本酸素記念館
  3. ボーディペプチド合成 Bode Peptide Synthesis
  4. むずかしいことば?
  5. 2016年化学10大ニュース
  6. 構造生物学
  7. トランジスタの三本足を使ってsp2骨格の分子模型をつくる
  8. Merck Compound Challengeに挑戦!【エントリー〆切:2/26】
  9. 化学者も参戦!?急成長ワクチン業界
  10. カレーの成分、アルツハイマー病に効く可能性=米研究

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2020年1月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

注目情報

最新記事

先端事例から深掘りする、マテリアルズ・インフォマティクスと計算科学の融合

開催日:2023/12/20 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

最新の電子顕微鏡法によりポリエチレン分子鎖の向きを可視化することに成功

第583回のスポットライトリサーチは、東北大学大学院 工学研究科 応用化学専攻 陣内研究室の狩野見 …

\脱炭素・サーキュラーエコノミーの実現/  マイクロ波を用いたケミカルリサイクル・金属製錬プロセスのご紹介

※本セミナーは、技術者および事業担当者向けです。脱炭素化と省エネに貢献するモノづくり技術の一つと…

【書籍】女性が科学の扉を開くとき:偏見と差別に対峙した六〇年 NSF(米国国立科学財団)長官を務めた科学者が語る

概要米国の女性科学者たちは科学界のジェンダーギャップにどのように向き合い,変えてきたのか ……

【太陽ホールディングス】新卒採用情報(2025卒)

■■求める人物像■■「大きな志と好奇心を持ちまだ見ぬ価値造像のために前進できる人…

細胞代謝学術セミナー全3回 主催:同仁化学研究所

細胞代謝研究をテーマに第一線でご活躍されている先生方をお招きし、同仁化学研究所主催の学術セミナーを全…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける回帰手法の基礎

開催日:2023/12/06 申込みはこちら■開催概要マテリアルズ・インフォマティクスを…

プロトン共役電子移動を用いた半導体キャリア密度の精密制御

第582回のスポットライトリサーチは、物質・材料研究機構(NIMS) ナノアーキテクトニクス材料研究…

有機合成化学協会誌2023年11月号:英文特別号

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2023年11月号がオンライン公開されています。…

高懸濁試料のろ過に最適なGFXシリンジフィルターを試してみた

久々の、試してみたシリーズ。今回試したのはアドビオン・インターチム・サイエンティフィ…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP