[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

金触媒で変身できるEpoc保護基の開発

[スポンサーリンク]

 

第334回のスポットライトリサーチは、理化学研究所 開拓研究本部 田中生体機能合成化学研究室 基礎科学特別研究員の 山本 智也 さんにお願いしました。

保護基は有機合成における必要悪であると知人の先生が仰っていました。複雑な化合物の合成と保護基の活用は切っても切れない間柄 (いや、切ったら切れてほしい) ですが、切れなくていい時に切れてしまうのが厄介なところですね。山本さんらの研究グループは、特定の条件で構造が変化し、その前後で反応性の変わる (勝手に切れない) ユニークな Epoc 保護基を開発して、Chemical Science 誌に発表しました。

Tomoya Yamamoto, Tsung-che Chang, and Katsunori Tanaka, “Epoc group: transformable protecting group with gold(III)-catalyzed fluorene formation”, Chemical Science, Advance Article, DOI: 10.1039/D1SC03125B.

研究を指揮された主任研究員の 田中 克典 先生から、山本さんについてのコメントを頂いております。

山本君は NMR のエクスパートですが、有機合成 (しかもちょっと変わった有機合成) も行いたいと希望して、私の研究室に参りました。参画して 2 年近くになりますが、当初予定していた生体内での金属触媒反応がうまくいかず、長い間低空飛行しました。そんな時に山本君がセレンディピティーで見出したのがこの方法です。当初、私がこの研究はあまり独創性がないと考え、「山本君、ごめん。絶対あかんわ。テーマ失敗したわ。」と、心の中で叫びながら投稿しましたが、何の指摘もなくほぼ投稿と同時に受理されました。山本君の先見力には大変驚き、それ以来、彼を見直して接しています。しかし、山本君のゴールはここではありません。実はこの保護基にはまだまだ山本君のカラクリが埋め込まれており、今、体内不斉合成や体内マテリアル合成に展開しています。本職の NMR を中心にして、今後山本君がこの分子にどのような装飾を施していくか、温かく見てくだされば幸いです。

いったいどんな保護基で、どのような機能を持っているのか、非常に気になりますね!
それでは、インタビューをお楽しみください!

Q1. 今回プレスリリースとなったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

(III)触媒によって Fmoc のような構造に変換できる保護基として 2-(2-ethynylphenyl)-2-(5-methylfuran-2-yl)-ethoxycarbonyl 基 (Epoc を開発しました。Epoc 基は、強塩基性条件を含むさまざまな反応条件に安定ですが、(III)触媒を用いたフルオレン環形成反応によって、Fmoc 基に類似した構造 (Hmocに速やかに変換され、弱塩基で除去できるようになります。すなわち、Epoc 基は金(III)触媒で選択的に除去できる保護基として有用です。Epoc 基の変換反応は固相上でも進行しますので分岐ペプチドや糖鎖の固相合成で分岐点の保護にも使えます。また、水中でもこの変換反応が進行するため、金触媒を用いたプロドラッグの活性化などにも Epoc 基が使えるかもしれません

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

保護基自体の構造を変換して、その性質を変えるという設計に思い入れがあります。 普通の保護基は試薬が保護基の切断を直接促すのに対し、今回の研究のように安定な構造から既知の不安定な構造に変換するという戦略は、保護基の設計として面白いのではないかと個人的に思います。またフルオレン環形成反応は 1 mol% の金触媒を加えただけで室温で 10 分以内に完了し、後は Fmoc 基と同じ条件で脱保護できますので、金触媒選択的でありながら非常に温和で簡便な条件で脱保護できるというのもこの保護基のポイントです。

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

ペプチド固相合成での Epoc 基の変換反応の追跡です。固相上でのEpoc基の変換反応を追跡するためには、ペプチドの一部を切り出して分析する必要があります。金触媒が少ない条件 (~1 mol%) では、樹脂に吸着していた微量の金触媒と Epoc 基が切り出しの後に反応して、あたかも樹脂上で変換反応が進行しているように見えていました (液相での Epoc 基はそれほど金触媒と反応しやすいのです)。その結果、Fmoc 基に類似した構造に樹脂上で変換されている (ように見える) にも関わらず、樹脂に塩基を作用させても脱保護されないという怪奇現象に長い間悩まされました。

最終的にペプチドを切り出す際にチオールを加えたところ、樹脂に吸着した金触媒が失活して Epoc 基が未反応の状態で得られたため、金触媒が少ない条件では樹脂上で Epoc 基が変換されていないということを確認できました。地味な検討ですが、固相上での Epoc 基の変換を正しく追跡し、変換反応の条件を最適化する上で重要な実験になりました。

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

自分にしかできないアプローチで研究を進めていきたいです。私はこれまでに、有機合成だけでなく、 固体NMRによる分子複合体の構造解析もおこなってきました。今回の研究は有機合成のツール開発という形で発表させて頂きましたが、有機合成と分子複合体の観測という2つの武器を駆使して新しく面白いことをしていきたいと思います

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

最後まで読んで頂き、ありがとうございました。

私自身も保護基の選択で痛い目を見た経験があり、今回の研究で開発した Epoc 基が、保護基のことで困っておられる方の解決策になれば幸いです。

また、Epoc 基の「変換できる」という特性は、保護基としてだけではなく、他のことにも役立つのではないかと思っています。今後も本研究をさらに発展させられるように頑張ります。

研究者の略歴

山本 智也 (やまもと ともや)
所属: 理化学研究所 開拓研究本部 田中生体機能合成化学研究室・基礎科学特別研究員
略歴: 1990年 島根県生まれ
2017年3月 大阪大学大学院理学研究科化学専攻 博士後期課程修了
大阪大学およびミシガン大学での特任研究員を経て2019年7月より現職

金属触媒の中でも金は生体適合性が高いため、その点でも Epoc 基をプロドラッグに用いることは理にかなっていると言えそうです。さらなるご発展を楽しみにしています!ありがとうございました。
それでは、次回のスポットライトリサーチもお楽しみに!

関連リンク

東京工業大学プレスリリース

田中研究室の他のスポットライトリサーチ

関連書籍

[amazonjs asin=”B00MNBZRVG” locale=”JP” title=”Greene’s Protective Groups in Organic Synthesis (English Edition)”] [amazonjs asin=”4807907379″ locale=”JP” title=”合成有機化学―反応機構によるアプローチ”] [amazonjs asin=”480790681X” locale=”JP” title=”有機合成のための遷移金属触媒反応”]
Avatar photo

DAICHAN

投稿者の記事一覧

創薬化学者と薬局薬剤師の二足の草鞋を履きこなす、四年制薬学科の生き残り。
薬を「創る」と「使う」の双方からサイエンスに向き合っています。
しかし趣味は魏志倭人伝の解釈と北方民族の古代史という、あからさまな文系人間。
どこへ向かうかはfurther research is needed.

関連記事

  1. 給電せずに電気化学反応を駆動 ~環境にやさしい手法として期待、極…
  2. アルツハイマー病の大型新薬「レカネマブ」のはなし
  3. 「重曹でお掃除」の化学(その1)
  4. 不安定炭化水素化合物[5]ラジアレンの合成と性質
  5. 科学は夢!ロレアル-ユネスコ女性科学者日本奨励賞2015
  6. 有機合成化学協会誌2022年10月号:トリフルオロメチル基・気体…
  7. 【速報】Mac OS X Lionにアップグレードしてみた
  8. 狙ったタイミングで分子を変身させる ―オンデマンドでのイソシアネ…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 和製マスコミの科学報道へ不平不満が絶えないのはなぜか
  2. 活性マグネシウム
  3. Pythonで気軽に化学・化学工学
  4. 1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物:1,2,3,4-Cyclobutanetetracarboxylic Dianhydride
  5. コロナワクチン接種の体験談【化学者のつぶやき】
  6. 「Natureダイジェスト」で化学の見識を広めよう!
  7. ニトロキシルラジカル酸化触媒 Nitroxylradical Oxidation Catalyst
  8. 可視光レドックス触媒を用いた芳香環へのC-Hアミノ化反応
  9. フタロシアニン phthalocyanine
  10. 骨粗しょう症治療薬、乳がん予防効果も・米国立がん研究所

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2021年9月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

注目情報

最新記事

条件の「前後」も実験条件である【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…

そのpH、“本当にその場所”の値ですか?ニードル式pHセンサーを使ってみた!

突然ですが、「培養の再現性がなんか悪い」「同じ条件のはずなのに結果がズレる」といった経験はあ…

「骨格編集」×「ナノカーボン合成」〜ナノカーボン合成の新戦略を実証〜

第719回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(忍久保研究室)博士後期課程2年の平…

【書評】立体化学 はじめの一歩

立体化学は,分子の三次元構造を理解するための重要な分野であり,有機化学や…

水のシミュレーション入門 — 水分子を計算機の中でどう”描く”か —

身近なのに、計算機にとって手強い"水"。本記事では、点電荷モデルから機械学習まで、その"描き方"の進…

◆◇◆◇ 第36回フォーラム・イン・ドージン開催のご案内 ◆◇◆◇

同仁化学研究所が熊本から世界へ情報発信するフォーラム・イン・ドージンの開催ご案内です。今年は『な…

『力』による円偏光発光のon/off制御を単一分子レベルで実現

第718回のスポットライトリサーチは、東京科学大学 物質理工学院(相良研究室)博士後期課程2年の野中…

数日かかっていた反応機構解析を、わずか数分に!

機械学習ポテンシャルが変える計算化学の現在近年、DFT計算による反応機構解析は広く行われるよ…

海外ポスドクのオファーをもらう【アメリカで Ph.D. を取る: 進路編】

ポスドクとして海外に留学する場合、希望する研究室の教授に直接連絡を取り、面接などを通して適性を判断さ…

MDで観るトライボロジー 〜原子が擦れるその場をシミュレーション〜

軽くて強いのに摩耗に弱いチタン合金は、航空機や人工関節に広く使われています。原子が擦れ合うその場を分…

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