[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

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
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. ブラム・イッター アジリジン合成 Blum-Ittah Azir…
  2. スマイルス転位 Smiles Rearrangement
  3. ブルック転位 Brook Rearrangement
  4. 芳香環のハロゲン化 Halogenation of Aromat…
  5. ステッター反応 Stetter reaction
  6. アルブライト・ゴールドマン酸化 Albright-Goldman…
  7. TPAP(レイ・グリフィス)酸化 TPAP (Ley-Griff…
  8. カストロ・ステファンス カップリング Castro-Stephe…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. コランニュレン corannulene
  2. 甲種危険物取扱者・合格体験記~カルダモン編
  3. ゲルハルト・エルトゥル Gerhard Ertl
  4. アスピリン あすぴりん aspirin 
  5. 有機合成化学協会誌3月号:鉄-インジウム錯体・酸化的ハロゲン化反応・両親媒性ジアリールエテン会合体・アミロイド選択的光酸素化・カリウムイオン競合型アシッドブロッカー
  6. 硫酸エステルの合成 Synthesis of Organosulfate
  7. 天然バナジウム化合物アマバジンの奇妙な冒険
  8. イグノーベル化学賞2018「汚れ洗浄剤としてヒトの唾液はどれほど有効か?」
  9. 動的コンビナトリアル化学 Dynamic Combinatorial Chemistry
  10. 特許資産規模ランキング トップ3は富士フイルム、LG CHEM、住友化学

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2017年11月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

注目情報

注目情報

最新記事

高分子固体電解質をAIで自動設計

第406回のスポットライトリサーチは、早稲田大学 先進理工学部 応用化学科 小柳津・須賀研究室の畠山…

スクショの友 Snagit

スクリーンショット(スクショ)は、手軽に画像や図をコピーすることができ、資料作成などにおいて便利な機…

第28回Vシンポ「電子顕微鏡で分子を見る!」を開催します!

こんにちは、今回第28回Vシンポの運営&amp;司会を務めさせていただくMacyです、よろしくお願い…

量子アルゴリズム国際ハッカソンQPARC Challengeで、で京都大学の学生チームが優勝!!

そこかしこで「量子コンピュータ」という言葉を聞くようになった昨今ですが、実際に何がどこまでできるのか…

Nature主催の動画コンペ「Science in Shorts」に応募してみました

以前のケムステ記事で、Springer Nature社が独・メルク社と共同で、動画コンペ「Scien…

クオラムセンシング阻害活性を有する新規アゾキシアルケン化合物の発見―薬剤耐性菌の出現を抑える感染症治療薬への応用に期待―

第405回のスポットライトリサーチは、広島大学大学院統合生命科学研究科 生物工学プログラム 細胞機能…

【著者インタビュー動画あり!】有機化学1000本ノック スペクトル解析編

今年4月に発売された書籍で、発売記念著者インタビュー動画も発売前に撮影したのですが、書籍の到…

Dihydropyridazinone環構造を有する初の天然物 Actinopyridazinoneを発見 ~微生物の持つヒドラジン生合成経路の多様性を解明~

第404回のスポットライトリサーチは、北海道大学 大学院薬学研究院 天然物化学研究室の有馬 陸(あり…

化学企業のグローバル・トップ50が発表【2022年版】

The world’s chemical industry didn’t just gr…

常温常圧アンモニア合成~20年かけて性能が約10000倍に!!!

Tshozoです。先日ChemRxivに、東京大学西林研究室による最新の触媒成果が発表されました…

Chem-Station Twitter

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