[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

(–)-Batrachotoxinin Aの短工程全合成

[スポンサーリンク]

(–)-Batrachotoxinin Aの短工程合成が達成された。今後、batrachotoxin類を分子ツールとした電位依存性ナトリウムチャネルの作用機序解明研究の加速が期待できる

 (–)-Batrachotoxinおよび(–)-batrachotoxinin A

(–)-Batrachotoxin(1)は、フキヤガエルの皮膚から単離された、人に対して非常に高い毒性をもつステロイドアルカロイドに分類される天然物である(Figure 1A)[1]。電位依存性ナトリウムチャネル(NaV)の特定のサブタイプに選択的に作用するため、各NaVの作用機序解明研究における重要な分子ツールとなっている[2]1は、高い酸化度、連続する不斉中心や複雑な環構造をもち、合成化学的にも興味深い化合物である。一方、1と共に単離された (–)-batrachotoxinin A(2)は、NaVに対する活性は1より低いが、1およびそのbatrachotoxin類縁体に容易に誘導できるため、その合成法は古くから研究されている[3]
2の初めての全合成は、1998年に岸らによって報告された(Figure 1B)[4]。Wieland–Miescherケトン(3)を原料とし、鍵反応としてフランの分子内Diels–Alder反応および分子内Oxy-Michael付加を用いて環骨格を構築し、2のラセミ合成を達成した。しかし、この手法は40工程を要するため、2の十分かつ効率的な供給には難があった。2016年にDu Boisらは、出発原料にHajos–Parrishケトン(4)を用いて24工程で2の不斉全合成を達成した(Figure 1B) [5]。この合成法ではラジカルカスケード反応による迅速な環骨格の構築を鍵としている。
今回、北京大学のLuoらは、4から17工程で(–)-batrachotoxinin Aの全合成に成功した(Figure 1C)。逆合成解析の結果、2のホモモルホリン環は5の還元的アミノ化、アシル化および環化反応により構築できるとした。また、5のC環構築には、対称ジケトン6の非対称化を伴う環化反応を用いることとした。この67とジケトン8のカップリングにより合成することとした。

Figure 1. A. Batrachotoxinin類の構造 B. 過去の全合成例 C. (–)-Batrachotoxinin Aの逆合成解析

 

“Total Synthesis of (–)-Batrachotoxinin A: A Local-Desymmetrization Approach”
Guo, Y; Guo, Z.; Lu, J.-T.; Fang, R.; Chen, S.-C.; Luo, T. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 3675–3679.
DOI: 10.1021/jacs.9b12882

論文著者の紹介


研究者:Luo Tuoping (罗 佗平)
研究者の経歴:
2001–2005 B.Sc., Peking University, China (Prof. Zhen Yang)
2005–2011 Ph.D., Harvard University, USA (Prof. Stuart L. Schreiber)
2011–2013 Postdoc, H3 Biomedicine Inc., USA (Dr. John Yuan Wang)
2013– Provisional Principal Investigator, Peking University-Tsinghua University Joint Center for Life Sciences, China
2013– Principal Investigator, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, China
研究内容:天然物の全合成研究、ケミカルバイオロジー

論文の概要

著者らはまず、4から3工程を経てアセタール9を合成した。9にエトキシビニルリチウムを作用させた後、ケタール形成やアセチル部位の臭素化によって7とした。続いて、可視光レドックスカップリング反応を用いて7とジケトン8を連結することで6を合成した。その後、6のブロモアルケン部位をリチオ化し、環化反応によってジケトン部位を非対称化し、TMSOTfで処理することで、低収率ながら11を得た。低収率の原因は、この反応で環化が進行せずにブロモ部位がプロトン化された化合物やアルケニルリチウム種がC18位ケトンに反応して生じるジアステレオマーが副生したためであった。11を三枝–伊藤酸化によってエノン12とした後に、DIBALとLiAlH4により還元することでトリオール13が得られた。その後数工程を経て得られた14に還元的アミノ化、クロロアセチルクロリドを用いたN-アシル化および環化反応を行うことで、ホモモルホリンアミド骨格を有する15へ導き、2の基本骨格の構築を完了した。15を一重項酸素とエン反応させ、無水酢酸で処理しアルデヒド17を合成した。この際C11位が未反応の16が副生したが、同様な反応により17に誘導できることが示されている。最後に、Grignard反応剤とLiAlH4を順に反応させ、2の全合成を達成した。

Figure 2. (–)-Batrachotoxinin Aの全合成

以上、これまでで最短工程で(–)-batrachotoxinin Aの全合成が達成された。今後、batrachotoxin類縁体の合成、さらにはそれら類縁体を用いてNaVsの作用機序の解明研究への応用が期待される。

参考文献

  1. Tokuyama, T.; Daly, J. W.; Witkop, B. Structure of Batrachotoxin, a Steroidal Alkaloid from the Colombian Arrow Poison Frog, Phyllobates Aurotaenia, and Partial Synthesis of Batrachotoxin and its Analogs and Homologs. J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 3931−3938. DOI: 10.1021/ja01042a042
  2. Linford, N. J.; Cantrell, A. R.; Qu, Y.; Scheuer, T.; Catterall, W. A. Interaction of Batrachotoxin With the Local Anesthetic Receptor Site in Transmembrane Segment IVS6 of the Voltage-Gated Sodium Channel. Pro. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998, 95, 13947−13952. DOI: 10.1073/pnas.95.23.13947
  3. (a) Brown, G. B.; Tieszen, S. C.; Daly, J. W.; Warnick, J. E.; Albuquerque, E. X. Batrachotoxinin-A 20-α-Benzoate:a New Radio-Active Ligand for Voltage Sensitive Sodium Channels. Cell Mol. Neurobiol. 1981, 1, 19–40. DOI: 10.1007/bf00736037 (b) Brown, G. B.; Bradley, R. J. Batrachotoxinin-A N-Methylanthranilate, a New Fluorescent Ligand for Voltage-Sensitive Sodium Channels. J. Neurosci. Methods 1985, 13, 119−129. DOI: 10.1016/0165-0270(85)90024-x (c) Casebolt, T. L.; Brown, G. B. Batrachotoxinin-A-Ortho-Azidobenzoate: a Photoaffinity Probe of the Batrachotoxin Binding Site of Voltage-Sensitive Sodium Channels. Toxicon 1993, 31, 1113−1122. DOI: 10.1016/0041-0101(93)90126-4
  4. Kurosu, M.; Marcin, L. R.; Grinsteiner, T. J.; Kishi, Y. Total Synthesis of (±)-Batrachotoxinin A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 6627−6628. DOI: 10.1021/ja981258g
  5. Logan, M. M.; Toma, T.; Thomas-Tran, R.; Du Bois, J. Asymmetric Synthesis of Batrachotoxin: Enantiomeric Toxins Show Functional Divergence Against NaV. Science 2016, 354, 865−869. DOI: 1126/science.aag2981
Avatar photo

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. 学会ムラの真実!?
  2. Reaxys Ph.D Prize 2014受賞者決定!
  3. この輪っか状の分子パないの!
  4. 水-有機溶媒の二液相間電子伝達により進行する人工光合成反応
  5. 日本プロセス化学会2019 ウインターシンポジウム
  6. 2014年ノーベル化学賞・物理学賞解説講演会
  7. 酸化グラフェンの光による酸素除去メカニズムを解明 ―答えに辿り着…
  8. 【CAS プレジデント登壇】CAS SciFinder フォーラ…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 手術中にガン組織を見分ける標識試薬
  2. ナノ粒子の機能と応用 ?コロイダルシリカを中心に?【終了】
  3. 吉田潤一 Jun-ichi Yoshida
  4. 2024年ノーベル化学賞は、「タンパク質の計算による設計・構造予測」へ
  5. マルコフニコフ則 Markovnikov’s Rule
  6. エリック・フェレイラ Eric M. Ferreira
  7. 菅裕明 Hiroaki Suga
  8. エタール反応 Etard Reaction
  9. 生体共役反応 Bioconjugation
  10. 特許の効力と侵害

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2020年4月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

注目情報

最新記事

濃硫酸の1000倍強い超酸の中でも蛍光を保ち続ける”超酸耐性BODIPY”

第705回のスポットライトリサーチは、北海道大学大学院総合化学院(反応有機化学研究室)博士後期課程2…

安田修祥・裕美子 若手化学者留学支援事業

大学院生時代の経験として、海外留学は本当に素晴らしいものです。かくいう私も、1か…

有機合成化学協会誌2026年5月号:特集号 有機合成化学の力で切り拓く次世代モダリティの地平

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年5月号がオンラインで公開されています。…

チームディレクター募集(理化学研究所研究室主宰者、無期雇用職)

募集研究室理化学研究所 環境資源科学研究センター募集の概要国立研究開発法人理化学研究所で…

<製品サンプル進呈>細胞増殖/毒性測定 はじめてを応援キャンペーン【同仁化学研究所】

Cell Counting Kit-8(CCK-8)は同仁化学研究所で開発され、世界中で細胞増殖や細…

ポンコツ博士の国内奮闘録 ~博士、教員として過ごしてはや2年~

本稿は,少子化の影響が著しい地方私立大で学位を取得したとあるしがない博士(薬学)が、厳しい世の中を生…

2026年、過去最大規模の「有機溶媒危機」が始まった?

2026 年 2 月 28 日、アメリカとイスラエルがイランに対し軍事攻撃作戦を…

蒸留操作で水はどう動くのか【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか3. 反応操作をし…

ペプチドを細胞に入れるには? ― クロロアルケン置換が切り拓く膜透過性の新戦略 ―

第 704 回のスポットライトリサーチは、静岡大学大学院 光医工学研究科 光医工学共…

核酸・ペプチド医薬品CDMO市場について調査結果を発表

この程、TPCマーケティングリサーチ株式会社(本社=大阪市西区、代表取締役社長=松本竜馬)は、核酸・…

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