１．炭素―炭素結合の切断によって生成する異種炭素活性種の組み合わせを活用する有機合成
有機化学では、炭素−炭素結合をいかに効率的に形成するかが重要な課題です。これまで、カルボカチオン、カルボアニオン、カルベン、ラジカルといった炭素活性種が利用されてきました。通常、炭素ー炭素結合は切断することが困難な結合ですが、その切断によって、例えばカルボカチオンーカルボアニオン種の組み合わせがが一度に生成し、今までにない反応性が期待できます。当研究では、4員環化合物の炭素ー炭素結合の切断とその後の様々な二重結合との反応によって、炭素、窒素、酸素を含む多彩な6員環−8員環化合物を合成できる新しい合成反応を開発しました。この研究で見出した合成反応を用いて、aspidospermidine, bremazocine, thromboxane B2の全合成を達成しました。現在は、この４員環化合物の切断中間体であるbicyclobutonium種の立体化学的挙動を明らかにすべく、通常極めて困難と考えられる、第4級不斉炭素上での立体反転を伴う置換反応の研究を行っています。


２．オリジナルな触媒を用いたC-H酸化反応の開発
エーテルやアルカンなどのアルコール以外の基質の酸化反応は医薬品などの合成において工程数の短縮に繋がる反応ですが、実用的な反応が少なく、新しい手法の開発が必要です。私たちは、新しい有機分子触媒を合成し、反応性の低いC-H結合の酸化・官能基化が可能でかつ実用的な触媒反応の開発を目指して研究を行っています。また、開発した反応については、実験的な速度論解析や量子化学計算による反応機構解析も行っています。


３．生理活性物質の全合成
我々の研究室では、単なる全合成でなく、その合成過程で興味深い有機化学反応の選択性を調べ、有機合成化学の発展に繋がる手法の確立を目指して研究しています。最近の成果では、ポリケトン環化の規則性を調べ、nesteretal Aの全合成を行いました。現在は、トリュフに含まれる成分であり、痛風治療効果が期待されるTuberindine A,Bの全合成およびその誘導体合成を検討しています。Tuberindine Aは、有機アニオントランスポーターOAT1とABCG2の発現に関与し、天然からの大量供給が困難な物質です。本研究による合成法の確立によって誘導体合成が可能となり、優れた痛風治療薬が期待されます。


４．生体分子の化学修飾を可能とする連結反応の開発
細胞や抗体に薬物（抗がん剤、蛍光物質、標識物質など）を結合させて、ターゲット部位へ確実に薬物を届ける試みは、近年活発に研究されています。これを支える重要な基盤技術の1つが、薬物を細胞や抗体・タンパク質に連結させる有機反応にあります。細胞や抗体にはアミノ基、カルボキシル基、チオール基、水酸基など数多くの高い反応性を持つ部分構造があります。これらの高い反応部位とは反応せず、特定の部位にだけ連結を起こす反応が求められていまして、その中でもSharpless, Bertozziらが開発したアジドーアルキン付加環化反応が世界的に広く使われています。しかし、その反応性は十分ではなく修飾に時間が必要となり、特に不安定な生体試料を化学修飾する際に問題となっていました。我々の研究グループでは、より迅速かつ精密に結合を形成する手法を開発しています。特にホウ酸エステルを二次相互作用に組み込んだアジドーアルキン付加環化反応の実用性を目指して研究しています。

薬学出身だけでなく、理学、工学、農学出身であっても有機化学に関心がある学生は、大学院にて学生の受け入れを行います。興味がある方は松尾、浜田、または臼口までご連絡ください。 学類生、学部生も見学・問い合わせに応じますので、ご連絡ください。社会人の博士号取得指導も行います。また、社会人の大学院入学制度もありますので、お問い合わせください。

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