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大学・研究所にある論文を検索できる 「ボロン酸触媒を用いた糖質の位置選択的官能基化反応の開発と天然物の短工程全合成への応用」の論文概要。リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。
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ボロン酸触媒を用いた糖質の位置選択的官能基化反応の開発と天然物の短工程全合成への応用

中村 優生 北里大学

2021.07.20

概要

糖鎖関連化合物は、数多くの生命現象に関与することから、医薬品創出の一端を担う分子として注目されている。しかしながら、現代の有機合成化学の叡智を集結してもなお、糖鎖修飾法ならびに糖鎖合成は、適切な保護基の着脱を経た多段階合成で行われているのが現状である(Figure 1, route A)。そのため、従来法に替わる「特定のヒドロキシ基のみを位置選択的に分子変換する技術の開発」が強く望まれている(Figure 1, route B) 1)。

このような背景のもと我々は、特定の位置のヒドロキシ基のみを活性化して求核性を向上させることができれば、糖質の位置選択的分子変換が実現可能ではないかと考えた。元来、潜在的な分子認識能を有するボロン酸化合物は３配位ホウ素中間体形成による糖質ジオールの不活性化に利用されてきた(Figure 2a) 2)。これに対して我々はボロン酸の同一分子内にLewis塩基性官能基を組み込むことで、４配位ホウ素中間体を経由したジオールの活性化機構を考案した(Figure 2b)。類似の先行研究として、ボロン酸とLewis塩基を組み合わせた青山ら 3)の報告があるものの、化学量論量のボロン酸を要する点に改善の余地が残されている(Figure 3)。また近年、Taylor 4)らはジフェニルボリン酸を用いることでその触媒化に成功しているが、ジフェニルボリン酸の化学的安定性が乏しいことから触媒構造の修飾によるさらなる触媒活性の向上は困難であるのが現状である。

そこで我々は、独自にボロン酸の同一分子内にLewis塩基性官能基を組み込むことで、取り扱い容易かつ高活性な触媒が創製できるものと考えた。なお、ボロン酸エステル形成反応は可逆反応であることから望みの反応が進行したのちに、ボロン酸が再生するならば、触媒として機能すると期待した(Figure 4)。筆者は上記作業仮説を基に、糖質の位置選択的官能基化反応の開発とその応用を目的とし研究に着手した。

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参考文献

1) (a) Lawandi, J.; Rocheleau, S.; Moitessier, N. Tetrahedron 2016, 72, 6283–6319. (b) Dimakos, V.; Taylor, M. S. Chem. Rev. 2018, 118, 11457–11517.

2) (a) Kaji, E.; Nishino, T.; Ishige, K.; Ohya, Y.; Shirai, Y. Tetrahedron Lett. 2010, 51, 1570–1573. (b) Kaji, E.; Yamamoto, D.; Shirai, Y.; Ishige, K.; Arai, Y.; Shirahata, T.; Makino, K.; Nishino, T. Eur. J. Org. Chem. 2014, 3536–3539. (c) Fukuhara, K.; Shimada, N.; Nishino, T.; Kaji, E.; Makino, K. Eur. J. Org. Chem. 2016, 902–905. (d) Shimada, N.; Urata, S.; Fukuhara, K.; Tsuneda, T.; Makino, K. Org. Lett. 2018, 20, 6064–6068. (e) Shimada, N.; Fukuhara, K.; Urata, S.; Makino, K. Org. Biomol. Chem. 2019, 17, 7325–7329.

3) (a) Oshima, K.; Kitazono, E.; Aoyama, Y. Tetrahedron Lett.1997, 38, 5001–5004. (b) Oshima, K.; Aoyama, Y. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2315–2316.

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7) Shimada, N.; Nakamura, Y.; Wakatsuki, M.; Makino, K. manuscript in preparation.

8) (a) 日本薬学会第 140 年会(2020 年 3 月、京都、口頭発表、○中村優生、嶋田修之、牧野一石);(b) 第 64 回日本薬学会関東支部大会(2020 年 9 月、東京、口頭発表、○中村優生、嶋田修之、牧野一石)

9) Blaszczyk, S. A.; Xiao, G.; Wen, G.; Hao, P.; Wu, J.; Wang, B.; Carattino, F.; Li, Z.; Glazier, D. A.; McCarty, B. J.; Liu, P.; Tan, W. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 9542–9546.

10) Nakamura, Y.; Ochiai, T.; Makino, K.; Shimada, N. Chem. Pharm. Bull. 2021, 69, 281–285.

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12) Shimada, N.; Nakamura, Y.; Makino, K. unpublished results.

13) (a) Yahagi, T.; Daikonya, A.; Kitanaka, S. Chem. Pharm. Bull. 2012, 60, 129–136. (b) Moharram, F. A.; Marzouk, M. S. A.; Ibrahim, M. T.; Mabry, T. J. Nat. Prod. Res. 2006, 20, 927–934.

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