[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

はじめから組み込んじゃえ!Ambiguine P の短工程合成!

[スポンサーリンク]

Ambiguine Pの特徴的な6-5-6-7-6多環縮環骨格を、生合成を模倣したカスケード環化反応により一挙に構築することに成功した。この戦略により、市販品からわずか7工程での全合成を達成した。

Ambiguine Pの骨格構築

Ambiguine P (1)は、海洋シアノバクテリアから単離された抗菌活性を示すインドールテルペノイドの一種である (図1A)[1, 2]。本化合物の構造的特徴として、類例のない5環性の多環縮環骨格とそこに含まれるシクロヘプタトリエン(E環)が挙げられる。本化合物の合成においては、高度に縮環した骨格を構築しつつ、酸化度の高い歪んだE環をいかに効率的に構築するかが鍵となる。

1は、2019年にSarpong およびRawalの両研究グループによって全合成が達成されている (図1B)[2,3]。両グループは共通して、インドール部位 (AB環)とテルペン部位 (D環)に相当するフラグメントをC3–C10位間で連結した後、C環およびE環を構築する戦略を採用している。いずれも独自の方法論により効率的な全合成を実現しているが、テルペン部位の構築に多工程を要する点や、炭素のみから成るE環の構築においてヘテロ原子官能基を足がかりとした環化法や当該官能基の除去を含む酸化段階の調整が必要である点など、改良の余地が残されていた。

今回Liらは、CD環部に相当するモノテルペン側鎖とE環にあたる7員環を有するインドール誘導体2を鍵中間体として設定することで、ヘテロ原子官能基に依存しない骨格構築戦略を採用し、市販品から7工程での1の全合成を達成した。具体的には、1の生合成経路の知見を参考に[4]、インドール誘導体2からCope転位、Prins反応、Friedel–Craftsアルキル化を組み合わせたカスケード環化反応を駆使し、6-5-6-7-6縮環構造を有する6を合成した (図1C)。この戦略により、従来法で課題とされていたインドール骨格への逐次的な環構築に起因する工程数の増加を回避し、Ambiguine P (1)の短工程合成を実現した。

図1. (A) Ambiguine Pの構造 (B) 先行研究 (C) 本研究

 

“Concise Total Synthesis of Ambiguine P”
Fei, Y.; Fan, B.; Liu, Z.; Ba, M.; Cui, Z.; Yang, P.; Li, A J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 22, 18391–18396

DOI: 10.1021/jacs.5c00395

論文著者の紹介

研究者:Ang Li (李昂) (研究室HP, ケムステ)
研究者の経歴:
2004 B.Sc. Peking University, China (Prof. Zhen Yang)
2009 Ph. D. The Scripps Research Institute, USA (Prof. K. C. Nicolaou)
2010 Research fellow, Institute of Chemical and Engineering, Singapore (Prof. K. C. Nicolaou)
2010– Professor, Shanghai Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Science, China

研究内容:天然物の全合成研究
研究者:Peng Yang (杨鹏)
研究者の経歴:
2012 B.Sc. Zhengzhou University, China
2017 Ph. D. Shanghai Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Science, China (Prof. Ang Li)
2017–2020 WuXi AppTec, China
2021– Zhengzhou University, China

研究内容:天然物の全合成研究

論文の概要

1の合成経路を示す(図2A)。著者らはまず、市販のシクロヘプタノンから出発し、ジメチル化とそれに続くFischerインドール合成により7を合成した。次に、7のC3位クロロ化を起点にC10,11位の酸化により8とした後、アルキル化によってC3位にゲラニル基を導入し、2工程収率63%で鍵中間体であるインドール誘導体2を合成した。得られた2に対し、Mg(NTf2)2存在下で加熱すると、Cope転位、Prins反応、Friedel–Craftsアルキル化が連続的に進行し、6-5-6-7-6縮環構造をもつ6が得られた。その後、著者らは骨格酸化段階を調節することで1の全合成を目指した。具体的には、6のC10,11位をDDQを用いて再度酸化して10とした後、DIPEA存在下でtBuOClを作用させ、C3位クロロ化とその脱離により生じた11の異性化により12を得た。最後に、Rawal[5]らの手法に倣ってC15位を立体選択的にヒドロキシル化することで、Ambiguine P (1)の全合成を達成した。

また、2のカスケード環化反応では、目的の6に加え、その立体異性体である6’も副生成物として得られた(図2B)。著者らは、6’の生成機構について、以下のように考察している(図2C)。すなわち、2からCope転位反応により4が生成した後、異性化することで13が生成する。この13が、再度異性化する際にC11位がエピ化した4’となり、6’へと至る経路が提案された。このジアステレオ選択性の制御を目的に、著者らはルイス酸の検討を行った (Table 1)。その結果、Mg(NTf2)2を用いた際に高いジアステレオ選択性で6が得られることを見いだした。

図2. (A) Ambiguine P (1)の全合成 (B) ジアステレオマー6の合成経路 (C) ジアステレオマー6’の合成経路

 

以上のように、本研究では、Ambiguine P (1)の短工程合成が達成された。テルペン部位が「組み込まれた」インドールに着目し、生合成経路を模倣したカスケード環化反応により6-5-6-7-6縮環構造を一挙に構築した点は、極めて巧妙で注目に値する。

参考文献

  1. Walton, K.; Berry, J. Indole Alkaloids of the Stigonematales (Cyanophyta): Chemical Diversity, Biosynthesis and Biological Activity. Mar. Drugs 2016, 14, 73. DOI: 10.3390/md14040073
  2. Xu, J.; Rawal, V. H. Total Synthesis of (−)-Ambiguine P. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 4820–4823. DOI: 10.1021/jacs.9b01739
  3. Johnson, R. E.; Ree, H.; Hartmann, M.; Lang, L.; Sawano, S.; Sarpong, R. Total Synthesis of Pentacyclic (−)-Ambiguine P Using Sequential Indole Functionalizations. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 2233–2237. DOI: 10.1021/jacs.8b13388
  4. (a) Li, S.; Lowell, A. N.; Yu, F.; Raveh, A.; Newmister, S. A.; Bair, N.; Schaub, J. M.; Williams, R. M.; Sherman, D. H. Hapalindole/Ambiguine Biogenesis Is Mediated by a Cope Rearrangement, C–C Bond-Forming Cascade. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 15366–15369. DOI: 10.1021/jacs.5b10136 (b) Liu, X.; Hillwig, M. L.; Koharudin, L. M. I.; Gronenborn, A. M. Unified Biogenesis of Ambiguine, Fischerindole, Hapalindole and Welwitindolinone: Identification of a Monogeranylated Indolenine as a Cryptic Common Biosynthetic Intermediate by an Unusual Magnesium-Dependent Aromatic Prenyltransferase. Chem. Commun. 2016, 52, 1737–1740. DOI: 10.1039/C5CC10060G (c). Hillwig, M. L.; Zhu, Q.; Liu, X. Biosynthesis of Ambiguine Indole Alkaloids in Cyanobacterium Fischerella Ambigua. ACS Chem. Biol. 2013, 9, 372–377. DOI: 10.1021/cb400681n
  5. Hu, L.; Rawal, V. H. Total Synthesis of the Chlorinated Pentacyclic Indole Alkaloid (+)-Ambiguine G. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 10872–10875. DOI: 10.1021/jacs.1c05762

 

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. 未来の製薬を支える技術 – Biotage®金属スカベンジャーツ…
  2. 人工DNAから医薬をつくる!
  3. マイクロ波を用いた革新的製造プロセスと電材領域への事業展開 (ナ…
  4. アジドの3つの窒素原子をすべて入れる
  5. いつも研究室で何をしているの?【一問一答】
  6. ガラス工房にお邪魔してみたー匠の技から試験管制作体験までー
  7. 室温固相反応で青色発光物質Cs₃Cu₂I₅の良質薄膜が生成とその…
  8. 第11回 野依フォーラム若手育成塾

注目情報

ピックアップ記事

  1. プロドラッグって
  2. ゴールドエクスペリエンスが最長のラダーフェニレンを産み出す
  3. 宮浦・石山ホウ素化反応 Miyaura-Ishiyama Borylation
  4. 化学Webギャラリー@Flickr 【Part4】
  5. Junfeng Zhao
  6. 一流の化学雑誌をいかにしてつくるか?
  7. 春季ACSMeetingに行ってきました
  8. 自分の強みを活かして化学的に新しいことの実現を!【ケムステ×Hey!Labo 糖化学ノックインインタビュー④】
  9. 人の鼻の細菌が抗菌作用がある化合物をつくっていたーMRSAに効果
  10. 第18回 出版業務が天職 – Catherine Goodman

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2025年6月
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30  

注目情報

最新記事

第12回 野依フォーラム若手育成塾

野依フォーラム若手育成塾について野依フォーラム若手育成塾では、国際企業に通用するリーダー型研究者…

その酸素、“本当にその場所”の値ですか? ニードル式酸素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…

有機合成化学協会誌2026年4月号:activatable型分子プローブ・DMAPO触媒・カルビノールアニオン・アミコラマイシンの全合成・構造指向スクリーニング

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年4月号がオンラインで公開されています。…

第37回仙台シンポジウム参加登録開始のご案内

これまで「万有仙台シンポジウム」は、MSD生命科学財団の助成を受けて開催されてまいりましたが、同財団…

デイビッド・サーラ David Sarlah

デイビッド・サーラ(David Sarlah、1983年X月XX日–)は米国の有機化学者である。米国…

第13回慶應有機化学若手シンポジウム

概要主催:慶應有機化学若手シンポジウム実行委員会共催:慶應義塾大学理工学部・理工学研究科…

ラジカル機構で一挙に環化!光励起PdによるPAHの合成

可視光励起パラジウムを用いたアリールハライドと末端アルキンのラジカルカスケード環化を報告した。得られ…

【産総研・触媒化学研究部門】新卒・既卒採用情報

触媒部門では、「個の力」でもある触媒化学を基盤としつつも、異分野に積極的に関わる…

励起状態での配位結合解離を利用して二重CPLを示す分子を開発!

第701回のスポットライトリサーチは、名古屋大学 学際統合物質科学研究機構(IRCCS, 山口茂弘研…

化学・工学・情報系研究者も応募可能! 上原財団の研究助成が40周年で進化

上原記念生命科学財団の助成金をご存知でしょうか。私も2014年に本助成をいただき、その後、研究室を主…

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