機能性高歪みジインの開発と生体分子化学修飾への応用

功能性高应变二炔的开发及其在生物分子化学修饰中的应用

基本信息

批准号：
22850005
负责人：
吉田優
金额：
$ 2万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、歪んだアルキン部位を2つ有するSondheimerジインの反応性を精査するとともに、新たなジインを合成し、生体分子修飾への応用を目指した。その結果、ジインを用いる2種のアジドとの連結反応(ダブルクリック反応)が生体分子修飾に有用であることを示し、一般性高い手法として確立した。さらに、高機能性ジインの創製を指向し、ジインの反応性を詳しく調べる中、予想外にも、芳香族アジドとの反応において、かさ高い置換基を両オルト位に有することで反応が著しく加速することを見いだした。さらに、この現象について詳しく調べた結果、両オルト位の置換基によってアジド基とベンゼン環との共鳴が禁止され、アジド基のクリック反応性が顕著に向上したことが分かった。かさ高い置換基の影響で反応速度が大きく低下することが常識であるが、本反応においてはその立体障害を凌駕するほど、アジド基を活性化している点で極めて興味深い。加えて、ジインとの反応のみならず、一般的なアルキンとの環化付加反応においても同様の傾向を示すことも明らかになった。一方、塩基触媒を用いるアルキンとの環化付加反応においては、かさ高い置換基による立体障害によって反応性が著しく低下することも分かった。この結果は、反応条件を使い分けることによって、かさ高いアジド基の反応性のON/OFFを制御できることを示しており、アジドの化学における重要な知見を見いだすことができた。以上のように、本研究の結果、ジインを用いる生体分子の化学修飾法を確立するとともに、アジド基の新しい反応性を引き出す手法を発見した。得られた結果は、アジド基の活性化法としてだけでなく、官能基を共鳴禁止によって活性化するという新しい概念の創出に繋がり得る極めて重要な知見である。

在本研究中，我们研究了具有两个扭曲炔烃部分的Sondheimer二炔的反应活性，合成了一种新的二炔，旨在将其应用于生物分子修饰。结果，我们证明了使用二炔与两种叠氮化物的偶联反应（双击反应）可用于生物分子修饰，并将其确立为高度通用的方法。此外，当我们详细研究二炔的反应性以产生高功能二炔时，我们意外地发现在两个邻位上具有大的取代基显着加速了与芳香族叠氮化物的反应。此外，对该现象进行详细研究的结果发现，两个邻位的取代基抑制叠氮基和苯环之间的共振，显着提高叠氮基的点击反应性。众所周知，体积大的取代基会大大降低反应速率，但该反应非常有趣，因为叠氮基团被激活到克服空间位阻的程度。另外，可知不仅在与二炔的反应中，在与一般的炔的环加成反应中也表现出同样的倾向。另一方面，我们还发现，在碱催化的炔烃环加成反应中，由于大取代基造成的空间位阻，反应活性显着降低。这一结果表明，可以通过使用不同的反应条件来控制大体积叠氮基团的ON/OFF反应性，并且我们发现了叠氮化学中的重要知识。如上所述，作为本研究的结果，我们建立了一种使用二炔对生物分子进行化学修饰的方法，并发现了一种赋予叠氮基新反应性的方法。所获得的结果是极其重要的发现，不仅可以导致激活叠氮基团的方法，而且还可以创建通过共振抑制激活官能团的新概念。