釜山大学の研究チームは、反応性が非常に高く制御が難しいとされる「アライン（aryne）反応」の位置選択性を調整し、ブドウやワインに含まれるポリフェノール成分レスベラトロールから派生した複雑な天然物の全合成に成功した。
釜山大学は、薬学科のユン・ファヨン教授の研究チームがレスベラトロール由来の天然物であるラエテビレノールA（laetevirenol A）とアイソアンペロプシンD（isoampelopsin D）の全合成に成功したことを20日に発表した。
全合成とは、基礎的な出発物質から一連の化学反応のみで複雑な天然物を完全に作り出す研究を指す。
アライン反応は、芳香族環において隣接する二つの炭素間に結合が非常に高い反応性を持つ中間体を生成し、新たな結合を形成する有機化学反応である。反応性が高いため、望ましい位置で結合が起こるように制御することが難しいという点が限界として指摘されてきた。
レスベラトロール由来の天然物は構造が多様で医薬学的な活用可能性が高いため注目されてきたが、構造が複雑で望ましい形で合成したり、さまざまな誘導体を確保することが難しかった。特にラエテビレノールAは、ベンゼン環が3つ折れた形で連なるフェナントレン（phenanthrene）骨格を持つレスベラトロール二量体であり、合成難度が高い天然物として知られている。
研究チームは、さまざまな置換基を持つアラインの反応性を比較し、特定のハロゲン置換アラインを使用することで、望ましい位置の生成物を優先的に得られることを確認した。これを基にフェナントレン骨格を構築し、商用出発物質から全9段階を経てラエテビレノールAの全合成を完成させた。アイソアンペロプシンDは、分子間アライン-エン（aryne-ene）反応の位置選択性を調整して目標構造を合成した。
この研究は、釜山大学のユン・ファヨン教授が責任著者、グエン・フロン研究員が第一著者として行い、忠南大学のイ・ソクウ教授、釜慶大学のキム・ヨンジュン教授、釜山大学のチョン・ギウン教授の研究チームが共同研究者として参加した。
忠南大学・釜慶大学の研究チームは計算化学的分析を担当し、位置選択性が調整される原因を分析した。アラインに導入された置換基によって反応経路と遷移状態の安定性が変わり、この違いが最終生成物の位置選択性を左右することが分かった。
遷移状態で発生する分子構造の歪みエネルギーと分子間相互作用が主要な変数として確認された。
釜山大学のチョン・ギウン教授チームは、今回の全合成過程で得られた誘導体を対象に生理活性を評価した結果、ほとんどの合成誘導体で有意な抗酸化活性が示され、一部は天然物の原型よりも高い活性を示したと発表した。
ただし、研究チームは今回の研究の核心成果が新しい物質の効能証明ではなく、「複雑な化合物を作り出す合成技術の進展」にあることを明確にした。
ユン・ファヨン教授は「抗酸化データはさまざまな誘導体を合成する過程で潜在的活用可能性を確認した付加的な結果である」と述べ、「今回の論文の主な学術的意義は、制御が難しい化学反応の方法論を確立したことである」と説明した。
特定物質の抗酸化効果自体に集中するのではなく、これらの誘導体を自由に作り出せる基盤を整えたことが研究の本質であるという。
続けてユン教授は「今回の研究は高い反応性を持つアラインの分子間反応において位置選択性を解明し、制御することに成功した事例であり、構造が複雑な天然物の全合成に成功した」と強調し、「今回開発された方法論が今後アラインを活用したさまざまな天然物や誘導体の合成研究、さらには新しい医薬学的用途を探求するための重要な基盤技術として活用されることを期待している」と述べた。
科学技術情報通信部の資金支援を受けて行われた今回の研究結果は、アメリカ化学会が発行する国際学術誌『アメリカ化学会誌（JACS）』の8月4日付オンライン版に掲載された。
* この記事はAIによって翻訳されました。
