[スポンサーリンク]

odos 有機反応データベース

歪み促進型アジド-アルキン付加環化 SPAAC Reaction

[スポンサーリンク]

アジド-アルキン付加環化(Huisgen付加環化)は多種多様な官能基に直交性を持つため、生体共役反応として用いられる。室温程度での反応加速を達成すべく銅触媒などの添加が必要となるが、得てしてその毒性が問題となり、生細胞系での使用には適していない。

その問題解決を意図してC. R. Bertozziらは、電子不足な歪アルキンを用いるアジド-アルキン付加環化反応(strain-promoted azide-alkyne cycloaddition, SPAAC)を開発した。本反応は銅触媒非存在下に生体条件下でも問題なく進行し、アジド含有タンパク質・細胞などの特異的ラベル化に活用可能であることが実証されている。

歪シクロアルケン―テトラジン逆電子要請型Diels-Alder反応も、同様の目的で用いることができる。こちらの方が反応速度は速い傾向にある。

基本文献

  • Wittig, G.; Krebs, A. Chem. Ber. 1961, 94, 3260. DOI: 10.1002/cber.19610941213
  • Agard, N. J.; Prescher, J. A.; Bertozzi, C. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15046. DOI: 10.1021/ja044996f
  • Baskin, J. M.; Prescher, J. A.; Laughlin, S. T.; Agard, N. J.; Chang, P. V.; Miller, I. A.; Lo, A.; Codelli, J. A. Bertozzi, C. R. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 16793. doi:10.1073/pnas.0707090104
  • Chang, P. V.; Prescher, J. A.; Sletten, E. M.; Baskin, J. M.; Miller, I. A.; Agard, N. J.; Lo, A.; Bertozzi, C. R. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010 107, 1821. doi:10.1073/pnas.0911116107
  • Nikić, I.; Kang, J. H.; Girona, G. E.; Aramburu, I. K.; Lemke, E. A. Nat. Protoc. 2015, 10, 780. doi:10.1038/nprot.2015.045
<Review>
  • Jewett, J. C.; Bertozzi, C. R. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1272. doi:10.1039/B901970G
  • Debets, M. F.; van Berkel,  S. S.; Dommerholt, J.; Dirks, A. J.; Rutjes, F. P. T. J.; van Delft, F. L. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 805. DOI: 10.1021/ar200059z
  • Escorihuela, J.; Marcelis, A. T. M.; Zuilhof, H. Adv. Mater. Interface 2015, 2, 1500135. DOI: 10.1002/admi.201500135
  • Dommerholt, J.; Rutjes, F. P. J. T.; van Delft, F. L. Top. Curr. Chem. 2016, 374, 16. doi:10.1007/s41061-016-0016-4

原理・反応機構

電子不足かつ歪みエネルギーが大きい(≒sp2炭素豊富骨格に組み込まれた)アルキンほど反応速度が速くなる[1]。大まかなアルキン基質の反応速度は以下の順列[2]に従う。ただし、反応性の高いアルキンは化学的不安定性に懸念があることが多いので注意が必要。

反応例

ダブルNicholas反応によって合成されるヘテロ原子置換型歪シクロアルキンDACNは、SPAAC反応の良い基質となりつつも、化学的に安定である[3]。試薬は市販されている。


BCNは合成および入手が容易で、市販もされているため、多くの事例で活用されている[4]。

実験手順

実験のコツ・テクニック

※AAC反応に用いられる銅-配位子の組み合わせについて各種細胞毒性が調べられており、その毒性については配位子によって大きく変わるとの報告がある[5]。総じてIC50=10~200 μMの範囲にある。

参考文献

  1. Bach, R. D. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5233. doi:10.1021/ja8094137
  2. Ramil, C. P.; Lin, Q. Chem. Commun. 2013, 49, 11007. DOI: 10.1039/c3cc44272a
  3. Ni, R.; Mitsuda, N.; Kashiwagi, T.; Igawa, K.; Tomooka, K. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1190.  DOI: 10.1002/anie.201409910
  4. Dommerholt, J.; Schmidt, S.; Temming, R.; Hendriks, L. J.; Rutjes, F. P.; van Hest, J. C.; Lefeber, D. J.; Friedl, P.; van Delft, F. L. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 9422. doi:10.1002/anie.201003761
  5. Kennedy, D. C.; McKay, C. S.; Legault, M. C. B.; Danielson, D. C.; Blake, J. A.; Pegoraro, A. F.; Stolow, A.; Mester, Z.; Pezacki, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17993. doi:10.1021/ja2083027

関連書籍

外部リンク

cosine

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. ブレデレック イミダゾール合成 Bredereck Imidaz…
  2. カーン グリコシド化反応 Kahne Glycosidation…
  3. ルボトム酸化 Rubottom Oxidation
  4. カニッツァロ反応 Cannizzaro Reaction
  5. フォン・ペックマン反応 von Pechmann Reactio…
  6. ファン・ロイゼン試薬 van Leusen Reagent (T…
  7. 金属水素化物による還元 Reduction with Metal…
  8. マクファディン・スティーヴンス反応 McFadyen-Steve…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 熊田 誠 Makoto Kumada
  2. 天然階段状分子の人工合成に成功
  3. 中村 正治 Masaharu Nakamura
  4. 採用面接で 「今年の日本化学会では発表をしますか?」と聞けば
  5. エルマンイミン Ellman’s Imine
  6. コランヌレン : Corannulene
  7. ChemDrawの使い方【作図編②:触媒サイクル】
  8. 第100回有機合成シンポジウム記念特別講演会に行ってきました
  9. ソモライ教授2008年プリーストリー賞受賞
  10. ジピバロイルメタン:Dipivaloylmethane

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

いろんなカタチの撹拌子を試してみた

大好評、「試してみた」シリーズの第5弾。今回は様々な化合物を反応させる際に必須な撹拌子(回転…

【マイクロ波化学(株)医薬分野向けウェビナー】 #ペプチド #核酸 #有機合成 #凍結乾燥 第3のエネルギーがプロセスと製品を変える  マイクロ波適用例とスケールアップ

<内容>本イベントは、医薬分野向けに事業・開発課題のソリューションとして、マイクロ波の適用例や効…

バイオマスからブタジエンを生成する新技術を共同開発

日本ゼオンは、理研、横浜ゴムと共同で設置している「バイオモノマー生産研究チーム」の研究により、バイオ…

【ケムステSlackに訊いてみた②】化学者に数学は必要なのか?

日本初のオープン化学コミュニティ・ケムステSlackの質問チャンネルに流れてきたQ&amp;Aの紹介…

電子のやり取りでアセンの分子構造を巧みに制御

第308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(鈴木研究室)・張本 尚さんにお願い…

第147回―「カリックスアレーンを用いる集合体の創製」Tony Coleman教授

第147回の海外化学者インタビューは、アンソニー・W・コールマン(通称トニー)教授です。フランスのリ…

ノーコードでM5Stack室内環境モニターを作ろう

COVID-19の影響で居室や実験室の換気状況を見直された方は多いと思います。化学系の実験室は定期的…

「化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律施行令の一部を改正する政令」が閣議決定されました

4月16日、「化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律施行令の一部を改正する政令」が、閣議決定され…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP