[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. キレトロピー反応 Cheletropic Reaction
  2. 1,2-/1,3-ジオールの保護 Protection of 1…
  3. オレフィンメタセシス Olefin Metathesis
  4. スマイルス転位 Smiles Rearrangement
  5. 山口マクロラクトン化 Yamaguchi Macrolacton…
  6. 不斉アリルホウ素化 Asymmetric Allylborati…
  7. エドマン分解 Edman Degradation
  8. 三枝・伊藤 インドール合成 Saegusa-Ito Indole…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 黒田チカ Chika Kuroda
  2. 世界初の「窒化タンタル光触媒」、可視光で水分解
  3. 学生に化学論文の書き方をどうやって教えるか?
  4. 第94回日本化学会付設展示会ケムステキャンペーン!Part I
  5. 温故知新ケミストリー:シクロプロペニルカチオンを活用した有機合成
  6. 大久野島毒ガス資料館
  7. 水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム Red-Al
  8. 核のごみを貴金属に 現代の錬金術、実験へ
  9. ヒノキチオール (hinokitiol)
  10. リチウムにビリリとしびれた芳香環

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

巧みに設計されたホウ素化合物と可視光からアルキルラジカルを発生させる

第268回のスポットライトリサーチは、金沢大学医薬保健研究域薬学系(大宮研究室)の佐藤 由季也(さと…

第111回―「予防・診断に有効なナノバイオセンサーと太陽電池の開発」Ted Sargent教授

第111回の海外化学者インタビューは、Ted Sargent教授です。トロント大学電気・計算機工学科…

アレノフィルを用いるアレーンオキシドとオキセピンの合成

脱芳香族化を伴う直接的な酸化により芳香族化合物からアレーンオキシドとオキセピンを合成する手法が開発さ…

ケムステニュース 化学企業のグローバル・トップ50が発表【2020年版】

It's no secret that the COVID-19 pandemic ha…

スポットライトリサーチムービー:動画であなたの研究を紹介します

5年前、ケムステ15周年の際に新たな試みとしてはじめたコンテンツ「スポットライトリサーチ」。…

第110回―「動的配座を制御する化学」Jonathan Clayden教授

第110回の海外化学者インタビューは、ジョナサン・クレイデン教授です。マンチェスター大学化学科(訳注…

化学研究で役に立つデータ解析入門:エクセルでも立派な解析ができるぞ編

化学分野でのAIを使った研究が多数報告されていてデータ解析は流行のトピックとなっていますが、専門外か…

高分子化学をふまえて「神経のような動きをする」電子素子をつくる

第267回のスポットライトリサーチは、東北大学大学院工学研究科 バイオ工学専攻 三ツ石研究室 助教の…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP