Syntheses of bilin chromophores toward the investigation of structure and function of phytochromes

We studied on the syntheses of linear tetrapyrrole (bilin) chromophores including the sterically locked derivatives toward the investigation of structure and function of phytochromes as photoreceptors. The synthesized chromophores were successfully assembled with bacterial and plant apophytochromes in vitro and/or in vivo to demonstrate that they are valuable tools for studies on phytochromes. © 2012 The Japan Institute of Heterocyclic Chemistry

Recent progress in a chiral multinucleating system utilizing tartaric acid esters

金沢大学理工研究域物質化学系In order to develop a practical method for the construction of chiral molecules, we have designed a novel chiral reaction system possessing multi-metal centers utilizing tartaric acid ester as a chiral auxiliary. Based on this concept, we have developed an asymmetric 1,3-dipolar cycloaddition reaction of azomethine imines, an asymmetric hetero Diels-Alder reaction of nitroso compounds, an asymmetric Diels-Alder reaction of o-quinodimethanes. Furthermore, an asymmetric nucleophilic addition of alkynylzinc reagents, prepared in situ from dialkylzinc and 1-alkynes, to nitrones was achieved with high level of stereocontrol. In the last case, the addition of methylzinc salt of a product-like racemic hydroxylamine was found to be effective for unprecedented enhancement of enantioselectivity. © 2010 The Japan Chemical Journal Forum and Wiley Periodicals, Inc

ビニル,アリルスルホンの立体選択的合成と"Syn効果"

金沢大学大学院自然科学研究科物質創成金沢大学理学

有機硫黄化合物および遷移金属触媒を用いる位置および立体選択的新合成反応の開発

金沢大学理学部アルケンやアルキンに対するヨードスルホン化あるいはスルホニル水銀化反応を利用して対応するビニル型スルホンを位置および立体選択的に合成し、それらのアリル型スルホンへの異性化反応を検討した結果、興味深い立体化学的関係、即ち、(E)-および(Z)-ビニル型スルホンからそれぞれ、(Z)-および(E)-アリル型スルホンが優先的に得られることを見い出した。これらの現象は、"Syn-effect"に依存した"Conformational acidity"なる概念により合理的に説明されたが、今回は更に種々のγ-二置換ビニル型スルホンを調製し、それらの異性化反応について、経時変化も含め詳細に検討し、各種置換基に対する"syn-effect"の大小関係を明らかにすることができた。また、ニトロ化合物に対しても同様な現象を観察することができた。一方、位置および立体選択的に合成されたビニル型スルホンやアリル型スルホンなどから誘導される3-および4-アルケニル アルコールあるいはアミン誘導体に対し、Pd(II)触媒を作用させると分子内環化反応が進行し、対応するフランおよびピロール誘導体が好収率で得られることがわかった。また、ビニル型スルホンは、1、3-ジオキソラン中光照射することにより、β位へ選択的にアセタールでマスクされたホルミル基が高収率で導入されることを見い出した。この反応生成物は、従来、我々が開発したフランやピロール類の一般合成法の鍵中間体となる化合物であり、この反応を利用することによって、種々の3,4-二置換ピロールを収率よく合成することができた。更に、新たに開発したアミノメチル化剤と3-トシルプロパナール エチレンアセタールとの反応により、2-メトキシ-3、4-二置換ピロールを合成することができたが、これらのピロール誘導体は、極めて高収率で対応するポルフィリン類へ変換できることがわかった。研究課題/領域番号:63540389, 研究期間(年度):1988出典：研究課題「有機硫黄化合物および遷移金属触媒を用いる位置および立体選択的新合成反応の開発」課題番号63540389（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-63540389/）を加工して作

新しい有機合成試薬の開発研究

金沢大学理学部研究課題/領域番号:X00090----254155, 研究期間(年度):1977出典：「新しい有機合成試薬の開発研究」研究成果報告書　課題番号X00090----254155（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-X00090----254155/）を加工して作

ビニル,アリルスルホンの立体選択的合成と"Syn効果"

金沢大学理工研究域物質化学

酒石酸エステルを活用した二核キラル反応場の創成と実践的不斉有機分子の構築

金沢大学理学部有用な生理活性を示す天然ならびに非天然有機化合物の中には,光学活性を有するものが数多くあり,それらの生理活性は不斉炭素の立体化学に大きく左右されることが知られている。従って,構造活性相関の探求や,新規医薬あるいは農薬の創製のためには,任意の立体化学を有する不斉有機分子の高効率・高立体選択的な実践的構築法の確立が必要不可欠となる。本研究では,これらの課題に積極的に応える観点から,両鏡像体ともに入手容易な不斉源である酒石酸エステルを用いた新たなキラル反応場の創成による不斉有機分子の実践的構築法を開発し,今回その新たな展開を試み,以下のような研究実績を挙げることが出来た。1)これまでに酒石酸エステル亜鉛ジアルコキシドの亜鉛原子に結合および配位したアリルアルコールとニトリルオキシドとの間で不斉1,3-双極子付加環化反応が進行し,対応する光学活性2-イソオキサゾリンが高立体選択的に得られることを見出している。今回,置換アリルアルコールについて検討し,アルキル置換アリルアルコールばかりでなく,電子吸引基としてアルコキシカルボニル基を有するアリルアルコールの場合にも高エナンチオ選択的に不斉付加環化反応が進行することを見出した。さらに生成物であるtrans-2-イソオキサゾリンを塩基で処理するとcis体へ異性化すると同時にラクトン化することを見出した。結果的に光学活性4,5-二置換2-イソオキサゾリンのジアステレオマ-全てを合成可能にした。2)上の不斉1,3-双極子付加環化反応で得られた光学活性2-イソオキサゾリンを出発物質として用い,アルカロイドの一種であるLasubineIIの全合成について検討し好結果を得た。研究課題/領域番号:09231217, 研究期間(年度):1997出典：研究課題「酒石酸エステルを活用した二核キラル反応場の創成と実践的不斉有機分子の構築 」課題番号09231217（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09231217/）を加工して作

新規なキラル反応場の創成による実践的不斉有機分子構築法の開発

金沢大学理学部有用な生理活性を示す天然ならびに非天然有機化合物には,光学活性を有するものが数多く知られており,それらの生理活性は不斉炭素の立体化学に大きく左右されることから,構造活性相関の探求や,新規医薬あるいは農薬の創製のためには,任意の立体化学を有する不斉有機分子の高効率・高選択的な実践的構築法の確率が必要不可欠である。そこで本研究では,これらの課題に積極的に応える観点から,これまでの研究過程で得られた多くの知見を活用して,両鏡像体ともに入手容易な不斉源である酒石酸エステルを用いた新たなキラル反応場の創成による不斉有機分子の実践的構築法の開発を試み,以下のような研究実績を挙げることが出来た。1)酒石酸エステル亜鉛ジアルコキシドの亜鉛原子に結合および配位したアリルアルコールとニトリルオキシドの間でエナンチオ選択的な付加環化反応が進行し,対応する光学活性2-イソオキサゾリンが高立体選択的に得られた。さらに反応条件の最適化を検討することにより,触媒的反応に発展させることができた。また,不斉増幅現象も見出すことができた。2)上の不斉1,3-双極子付加環化反応のニトリルオキシドに代え,電子吸引基を有するニトロンを用いることにより,対応する付加環化生成物であるイソオキサゾリジンを高い光学純度で得ることができた。この付加環化反応もピリジン N-オキシドのようなニトロンのダミ-分子を配位子として添加することにより,触媒化できることを明らかにした。3)酒石酸エステルの亜鉛・マグネシウムジアルコキシドを不斉触媒として用い,ニトロンのジアルキル亜鉛による不斉求核付加反応を実現することができた。研究課題/領域番号:08245220, 研究期間(年度):1996出典：研究課題「新規なキラル反応場の創成による実践的不斉有機分子構築法の開発」課題番号08245220（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-08245220/）を加工して作

高機能性テトラピロール化合物の合成に有用な高効率・高選択的新規合成反応の開発

金沢大学理学部本研究は,植物の発生や生長,分化などの様々な過程に広く関係し,環境の光情報を植物に伝える重要な役割をしている「赤・近赤外光可逆的発生」の本質を担っている色素タンパク質-フィトクロムの構造と機能を明らかにすることを目的として,その色素成分であるフィトクロモビリンならびに光ラベル化部位を導入した誘導体の高効率・高選択的な合成手法の開発を試み,以下のような成果を挙げた。1.昨年度に引き続き,異なる四種のピロール誘導体,A,B,C及びD環のさらに新しい合成法ならびに,それらの新規カップリング反応を開発した。2.昨年度見出した2-トシルピロール誘導体のトシル基の酸性条件下における5位への転位反応について詳細に検討し,反応機構を含め,種々の新規な知見を得た。3.上記の転位反応を光ラベリング基を有するピロリノン誘導体(D環)の合成に適用し,D環の3,4位に任意の置換基を導入する高効率・高選択的合成手法を開発した。また,それらのC環とのカップリング反応にも成功した。今後,色素部分の構造変換による機能の変化や,アポタンパク質と色素部分との相対的位置関係や相互作用などの解明,更に光合成系遺伝子発現・調節機構の解明など,この分野を飛躍的に発展させるために,種々のフィコビリン誘導体の合成研究を行う予定である。研究課題/領域番号:07640715, 研究期間(年度):1995出典：研究課題「高機能性テトラピロール化合物の合成に有用な高効率・高選択的新規合成反応の開発」課題番号07640715（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07640715/）を加工して作

有機硫黄化合物および遷移金属触媒を用いる位置および立体選択的新合成反応の開発

金沢大学理学部(1)これまでに開発したパラジウム触媒を用いる位置および立体選択的アリル型スルホンの合成や, アリル型スルホンの1,3一転位反応, 電子吸引基としてのスルホニル基の特性を活かした新規炭素-炭素結合形成反応などを巧妙に利用して, ホモアリル型アルコールの骨格を有するアリル型スルホンを調製し, これにパラジウムやニッケル, コバルト触媒の存在下に還元剤を作用させたところ, 用いる触媒や還元剤の種類および反応条件によって, 同一の前駆体から, 二重結合の位置を保持したホモアリル型アルコールや, 二重結合が転位したアリル型アルコールを, それぞれ, 位置および立体選択的につくり分けることができることを見い出した. この反応を用いて, テルペン類の一種である(±)-LavandulolおよびIsolavandulolを高収率かつ高選択的に合成することができた.(2)オレフィンに対するヨードスルホン化あるいはスルホニル水銀化などの反応により, 対応するビニル型スルホンを位置および立体選択的に合成することができたが, これらのビニル型スルホンのアリル型スルホンへの変換反応において興味深い立体化学的関係, 即ち, (E)-および(Z)-ビニル型スルホンから, それぞれ, (Z)-および(E)-アリル型スルホンが優先的に得られることを見い出した. この現象を説明するために"Conformational Acidity"なる新しい概念を提案した.(3)上で位置および立体選択的に合成したビニル型スルホンおよびアリル型スルホンに対し, 遷移金属触媒の特性を活用した一酸化炭素の挿入によるラクトン類の合成の他, 光ホルミル化や, 新しいアミノメチル化剤の開発によって, 任意の位置に任意の置換基を有するピロール類の一般合成法を確立することができた.研究課題/領域番号:62540376, 研究期間(年度):1987出典：研究課題「有機硫黄化合物および遷移金属触媒を用いる位置および立体選択的新合成反応の開発」課題番号62540376（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-62540376/）を加工して作