[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

巧みに骨格構築!Daphgracilineの全合成

[スポンサーリンク]

ユズリハアルカロイドであるdaphgracilineの全合成が初めて達成された。Type II 分子内[5+2]付加環化反応とエポキシドの還元的開裂反応を鍵として、複雑な架橋縮環構造を構築した。

Yuzurine型アルカロイド

ユズリハ属の樹皮から得られるユズリハアルカロイド類は、抗がん作用や血管弛緩作用など様々な生物活性を示す。13分類以上の化合物群が知られ、いずれも高度に縮環した多環式骨格をもつ。これらの生物学的および構造的特徴から多くの合成化学者の標的化合物となっており、Heathcockらによるdaphniphylline型アルカロイドの合成を皮切りに、既にいくつか本アルカロイド類が全合成されてきた(図1A)[1]。しかし、未だ合成例のない化合物群があり、その一つがyuzurine型アルカロイドである。Yuzurine型アルカロイドの多くは、アザビシクロ[4.3.1]環に加え、C5位のスピロテトラヒドロピラン環を含む五環式構造をもつ。Yuzurine型アルカロイドの一つdaphgraciline(1)は本特徴に加え2つの四置換オレフィンをもち、如何に本骨格を構築するかが課題となる[2]

一方、南方科技大学のLiらは以前、塩基存在下アセトキシピラノンを加熱するとtype II分子内[5+2]付加環化反応が進行し、ジアステレオ選択的に架橋縮環構造を構築できることを報告した(図1B)[3]。本反応は高反応性のオキシドピリリウムイリド中間体を経て進行し、構築困難な橋頭位二重結合をもつ分子が合成できる。今回、同著者らは本反応を鍵反応の一つとすれば1の初の全合成ができると考えた(図1C)。すなわち、ピラノン2のtype II [5+2]付加環化反応によりアザビシクロ[4.3.1]環化合物3を合成する。その後、3に対するグリニャール反応、続く分子内Diels–Alder反応(IMDA)によりシクロヘキセン化合物4とし、環縮小反応を経て化合物5へ導く。Ti(III)種を用いるエポキシド5とアクリロニトリルとの還元的カップリング[4]でスピロ環を構築して1が合成できると考えた。

図1. (A) ユズリハアルカロイド (B) Type II [5+2] 付加環化反応 (C) Liらによるdaphgraciline (1)の合成

>“Total Synthesis of Yuzurine-type Alkaloid Daphgraciline”
Li, L.-X.; Min, L.; Yao, T.-B.; Ji, S.-X.; Qiao, C.; Tian, P.-L.; Sun, J.; Li, C.-C. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 18823–18828.
DOI: 10.1021/jacs.2c09548

論文著者の紹介

研究者:Chuang-Chuang Li (李闯创)(研究室HP)

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                  Associate Professor, Peking University, China
2014–2017                  Research Professor, Southern University of Science and Technology, China
2018–                             Professor, Southern University of Science and Technology, China

研究内容:天然物合成、合成方法論の開発

研究者:Jianwei Sun (孙建伟)(研究室HP)

研究者の経歴:

2001–2004                  M.S., Nanjing University, China (Prof. Yuefei Hu)
2004–2008                  Ph.D., The University of Chicago, USA (Prof. Sergey A. Kozmin)
2008–2010                  Postdoc, Massachusetts Institute of Technology, USA (Prof. Gregory C. Fu)
2010–2015                  Assistant Professor, The Hong Kong University of Science and Technology, China
2015–2019                  Associate Professor, The Hong Kong University of Science and Technology, China
2019–                             Professor, The Hong Kong University of Science and Technology, China

研究内容:不斉有機触媒を用いた新合成法の開発、機能性分子の合成

論文の概要

著者らは、まずフルフラール6から4工程でピラノン2を合成した。塩基存在下、2を加熱してオキシドピリリウムイリド中間体を発生させ、鍵反応であるtype II [5+2]付加環化反応により七員環をもつ所望の3が単一のジアステレオマーとして得られた。3に対するGrignard反応により、アルコール7とした後、分子内Diels–Alder反応によりシクロヘキセン4とC15位のジアステレオマー4’を得た。本ジアステレオ選択性は2.3:1と乏しかったものの、44’は後の変換反応で異性化を伴って望みの中間体へと導ける。すなわち、44’をジケトン8に酸化した後、ベンジル酸型転位による環縮小と生じたカルボン酸のメチル化を経て化合物9とした。9から6工程で得られるエポキシド5をTi(III)種で還元的開裂し、続くアクリロニトリルへのラジカル付加反応によりラクトン10を得た。最終的に4工程で10を官能基変換し、daphgraciline(1)の合成を達成した(全25工程)。

図2. Daphgraciline(1)の全合成

以上、type II [5+2]付加環化反応とエポキシドの還元的カップリングを鍵として、yuzurine型アルカロイドの多環式骨格を巧みに構築した。今まで成し得なかった複雑天然物の全合成には困難を要し、全合成達成の報にユズリハは喜びを隠せないに違いない。

参考文献

  1. Liang, X.; Yang, X.-Z.; Chen, L.; Jiang, S.; Chen, Y.-D.; Deng, Q.-Y.; Chen, X.-G.; Yuan, J.-Q. Alkaloids Derived from the Genus Daphniphyllum. Chem. Res. 2021, 30, 1–14. DOI: 10.1007/s00044-020-02646-w
  2. Kang, B.; Jakubec, P.; Dixon, D. J. Strategies towards the Synthesis of Calyciphylline A-Type Daphniphyllum Nat. Prod. Rep. 2014, 31, 550–562. DOI: 10.1039/C3NP70115H
  3. (a) Mei, G.; Liu, X.; Qiao, C.; Chen, W.; Li, C.-C. Type II Intramolecular [5+2] Cycloaddition: Facile Synthesis of Highly Functionalized Bridged Ring Systems. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 1754– DOI: 10.1002/anie.201410806 (b) Min, L.; Liu, X.; Li, C.-C. Total Synthesis of Natural Products with Bridged Bicyclo[m.n.1] Ring Systems via Type II [5+2] Cycloaddition. Acc. Chem. Res. 2020, 53, 703−718. DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00640
  4. RajanBabu, T. V.; Nugent, W. A. Intermolecular Addition of Epoxides to Activated Olefins: A New Reaction. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 4525−4527. DOI: 10.1021/ja00194a073
Avatar photo

webmaster

投稿者の記事一覧

Chem-Station代表。早稲田大学理工学術院教授。専門は有機化学。主に有機合成化学。分子レベルでモノを自由自在につくる、最小の構造物設計の匠となるため分子設計化学を確立したいと考えている。趣味は旅行(日本は全県制覇、海外はまだ20カ国ほど)、ドライブ、そしてすべての化学情報をインターネットで発信できるポータルサイトを作ること。

関連記事

  1. ハラスメントから自分を守るために。他人を守るために【アメリカで …
  2. 窒素を挿入してペリレンビスイミドを曲げる〜曲面π共役分子の新設計…
  3. 大学院生のつぶやき:研究助成の採択率を考える
  4. 市販の化合物からナノグラフェンライブラリを構築 〜新反応によりナ…
  5. 論文執筆で気をつけたいこと20(1)
  6. 異分野交流のススメ:ヨーロッパ若手研究者交流会参加体験より
  7. 高分子鎖デザインがもたらすポリマーサイエンスの再創造|オンライン…
  8. MOFはイオンのふるい~リチウム-硫黄電池への応用事例~

注目情報

ピックアップ記事

  1. ペッカ・ピューッコ Pekka Pyykkö
  2. 今年の光学活性化合物シンポジウム
  3. デカすぎる置換基が不安定なリンホウ素二重結合を優しく包み込む
  4. 新しい太陽電池ーペロブスカイト太陽電池とは
  5. 水素社会実現に向けた連続フロー合成法を新開発
  6. 研究室でDIY!割れないマニホールドをつくろう・改
  7. プリーストリーメダル・受賞者一覧
  8. 固体材料の強度と物性評価のための分子動力学法入門
  9. 摩訶不思議なルイス酸・トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン
  10. なんと!アルカリ金属触媒で進む直接シリル化反応

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2023年1月
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031  

注目情報

最新記事

アンモニウム構造によりラジカル種の発生位置を完全に制御!

第710回のスポットライトリサーチは、関西学院大学理工学研究科 村上研究室の榊原 陽太(さかきばら …

化学つれづれ草【ある研究者の回想】

概要物理化学者で量子機能材料を専門とする著者によるエッセイ集.化学者としての研究,教育,人生…

第60回有機反応若手の会

開催概要有機反応若手の会は、有機化学分野で研究を行う全国の大学院生を中心とした若手研究者が集い、…

ノーベル賞受賞者と語り合う5日間!「第18回HOPEミーティング」参加者募集!

申し込みはこちら概要主催:独立行政法人 日本学術振興会(JSPS)開催地:神奈川…

光触媒による高効率なCO2還元の実現―まさかの光を弱く当てることが重要だった―

第709回のスポットライトリサーチは、東京科学大学 理学院(前田研究室)博士後期課程2年の仲田竜一 …

「π-πスタッキング」という言葉が生む誤解【芳香環の相互作用を見直す: 前編】

芳香環が平行に並んで近接しているとき、その構造を「π–π スタッキング」と表されることがよくあります…

一重項酸素によるC(sp2)−P結合切断を用いた長波長光によるリン化合物のアンケージング

第 708 回のスポットライトリサーチは、同志社女子大学 薬学部 医療薬学科 5…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける画像解析の活用ガイド

開催概要材料開発において、電子顕微鏡やX線トモグラフィーを用いて材料の微細構造を観察するために画…

世界初のPROTAC医薬、ついに承認 ―「タンパク質を阻害する」から「分解する」時代へ

2026年5月、創薬化学の歴史に残る大きな出来事が起きました。米国 FDA は、…

有機蛍光とは異なる新しい有機りん光の分子設計指針の発見

第707回のスポットライトリサーチは、電気通信大学 情報理工学研究科(牧昌次郎研究室)の林希久也 助…

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