バイオインスパイアード反応を利用する生物活性アルカロイドの全合成研究

利用仿生反应进行生物活性生物碱的全合成研究

基本信息

批准号：
14J01780
负责人：
只野慎治
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度はプレニル化インドールアルカロイド化合物の転位反応の開発を目指し、モデル基質としてピロリジノインドリン化合物を用いて転位反応の検討を行った。具体的にはインドール環上のC3位に芳香環を有するピロリジノインドリン誘導体を基質とし、酸性条件下に伏すことでC3位からC2位へ芳香環転位反応が進行し、C2位に芳香環を有するトリプトファン誘導体が得られる反応である。溶媒効果および添加する酸の検討の結果、溶媒にジクロロメタンを選択し、メタンスルホン酸を30当量用いた際に効率的に転位反応が進行し、C3位からC2へと芳香環が転位したトリプトファン誘導体を得ることに成功した。また、詳細な条件検討の結果、添加する酸は10当量まで削減が可能であった。続いて、転位する芳香環の基質一般性の検討を行った。その結果、フェノールやアニリンといったベンゼン環を基本骨格とする誘導体のみならず、ヘテロ芳香環であるチオフェノールやインドール誘導体においても高収率で転位反応が進行し、高い基質一般性を有することが明らかとなった。以上の結果は研究実施計画に示したプレニルインドールアルカロイドの転位反応を経由する生合成仮説を示唆する結果であった。加えて、本転位反応は酸塩基反応を利用したクリーンな転位反応であり、転位生成物は原料の基質と比較して共鳴構造が拡大することにより顕著な光学特性の変化が推測されることから電子材料を始めとした材料化学分野への応用が期待される。以上、本研究は天然物に多数見られるピロリジノインドリン骨格と酸の関係性に着目した新規転位反応の開拓、および材料化学分野への応用例を示した点において極めて有意義であると考えている。

去年，我们的目标是开发异戊二烯化吲哚生物碱化合物的重排反应，并使用吡咯烷二氢吲哚化合物作为模型底物研究了重排反应。具体而言，以吲哚环上的C3位具有芳香环的吡咯烷二氢吲哚衍生物为底物，将其置于酸性条件下，芳香环重排反应从C3位向C2位进行，得到芳香族化合物。该反应产生色氨酸衍生物经过对溶剂效果和添加酸的考察，我们选择二氯甲烷作为溶剂，并使用了30当量的甲磺酸。重排反应有效进行，得到了色氨酸衍生物，其中芳环由C3重排而成。成功获得C2位置。此外，通过详细的条件研究，酸的添加量可以减少至10当量。接下来，我们研究了重排芳环底物的通用性。结果表明，重排反应不仅在苯酚、苯胺等以苯环为基本骨架的衍生物中，而且在作为杂芳环且具有高底物的苯硫酚和吲哚衍生物中也以高收率进行。就变成了一般性。上述结果提出了研究实施计划中指出的通过异戊二烯吲哚生物碱的重排反应进行生物合成的假设。此外，该重排反应是利用酸碱反应的清洁重排反应，并且与原料基板相比，由于共振结构的扩展，预计重排产物的光学性质会发生显着变化。有望应用于材料化学领域，包括电子材料。如上所述，我们认为这项研究极其重要，因为它开发了一种新的重排反应，重点关注天然产物中常见的吡咯烷二氢吲哚骨架与酸之间的关系，并展示了其应用实例在材料化学领域。

项目成果

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专利数量（0）

Acid-Mediated Aryl Migration Reaction of C3 Aryl Substituted Pyrrolidinoindolines

C3芳基取代的吡咯烷二氢吲哚的酸介导的芳基迁移反应

DOI：
10.1016/j.tetlet.2016.11.069
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
1.8
作者：
S. Tadano; H. Ishikawa
通讯作者：
H. Ishikawa

トリプトファン由来二量体型アルカロイド類の網羅的合成と生物活性評価

色氨酸二聚生物碱的综合合成及生物活性评价

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
只野慎治;杉町幸寛;塚本佐知子;石川勇人
通讯作者：
石川勇人

Collective Synthesis of Dimeric Diketopiperazine Alkaloids Using Bio-inspired Dimerization of Tryptophan Derivatives

利用色氨酸衍生物的仿生二聚作用集体合成二聚二酮哌嗪生物碱

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
只野　慎治
通讯作者：
只野　慎治

Moss Chloroplasts Are Surrounded by a Peptidoglycan Wall Containing D-Amino Acids

苔藓叶绿体被含有 D-氨基酸的肽聚糖壁包围

DOI：
10.1105/tpc.16.00104
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Hirano; K. Tanidokoro; Y. Shimizu; Y. Kawarabayasi; T. Ohshima; M. Sato; S. Tadano; H. Ishikawa; S. Takio; K. Takechi; H. Takano
通讯作者：
H. Takano

Collective Synthesis and Biological Evaluation of Tryptophan-based Dimeric Diketopiperazine Alkaloids

色氨酸二聚二酮哌嗪生物碱的集体合成及生物学评价

DOI：
10.1002/chem.201503417
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shine Tadano; Yukihiro Sugimachi; Michinori Sumimoto; Sachiko Tsukamoto; Hayato Ishikawa*
通讯作者：
Hayato Ishikawa*