研究概要Research
精密合成化学研究室について
有機合成化学は有機分子の結合を自在に組み立てる論理を極め、これを実践することを主眼としており、薬学では新しい創薬リードの創生だけでなく、薬効等のくすりの望みとする機能を最大限に引き出す力があります。人や動物の体の成り立ちからわかるように、生体分子の働きを分子レベルで理解するためにも重要となる学問です。そのため、有機合成化学は医薬品開発全体を通じて随所に深く関わってきます。
医薬品合成に関する研究を行う際には、加えて、環境や人体への影響を考慮する合成法の開発が求められます。当研究室ではこのことを踏まえ、環境調和と持続可能性を志向した有機合成法の発展や、リサイクル・触媒化、水中合成などの反応および反応剤設計を重視した研究も一早く行ってきました。なかでも、最近明らかとしているヨウ素の超原子価種が示す遷移金属様の反応挙動は、創薬研究や医薬品、ファインケミカル製造分野において持続可能で未来に残る手法として有望と考え、現在、研究開発を精力的に行っています。
このように当研究室は、創薬研究に必要な有機合成の知識と技術の伝承に携わりながら、環境や人にやさしい精密有機合成を一つの指針として追及しています。ゲノム情報の解読、コンピュータの発達、抗体キャリアとする技術、iPS細胞による疾患細胞の再現技術等の飛躍的な進展により、欲しい医薬品や有用物質を論理的に設計して合成する時代がいよいよ到来し、有機合成が創薬の場においてますます活躍する環境が整ってきました。内外部の共同研究者および協力機関と連携し、今後も「有機合成」と「分子設計」を主幹とする創薬化学を積極的に推し進め、これらの研究を通じて新薬・機能分子開発のエキスパートとなる有機合成に精通した人材を育成することに注力したいと考える所存です。
学内共同研究者
北 泰行 教授 （総合科学技術研究機構、特別招聘教授）
上田中 徹 博士 （総合科学技術研究機構研究員）
その他、薬学部の先生方と共同研究を行っています！ 更に、他大学との学生交流協定を通じた人材交流を行っています。
超原子価ヨウ素について
有機ヨウ素化合物に含まれるヨウ素原子は通常一価の状態をとるが、ヨウ素原子はハロゲン原子の中で最も半径が大きく電気陰性度が最も小さいため分極し易く安定な多価（三価や五価）の状態をとることができる。このようなオクテット則（八隅子則）を越えたヨウ素原子を含む化合物は「超原子価ヨウ素化合物（hypervalent iodine compound）」と呼ばれ, 100年以上前からその存在は知られていた。超原子価ヨウ素化合物はより安定な一価の状態へと戻ろうとするために、単体のヨウ素に勝る優れた酸化剤として振る舞う。80年代頃から、鉛、タリウム、水銀などの重金属酸化剤と類似の反応性を示すことが徐々に明らかとなり、毒性も低いことから、グリーンケミストリーが盛んに唱えられるようになった90年代から酸化剤として一躍有名になった。
図1に示す超原子価ヨウ素化合物は代表的な酸化剤として現在市販されており、フェニルヨージンジアセタート（PIDA）、フェニルヨージンビストリフルオロアセタート（PIFA）、デス・マーチン・ペルヨージナン（DMP）およびオルトヨードキシ安息香酸（IBX）は有機合成上で幅広く実用化されている。ヒドロキシ（トシロキシ）ヨードベンゼン（HTIB）はKoser試薬と呼ばれ、トシル化剤としての用途に加え、求電子性の高い試薬としてカルボニル化合物やアルケンおよびアルキンに対して特徴的な反応性を示す。ヨードソベンゼンは有機溶媒に不溶な多量体であるが、アルコールや酸に溶けることで高い酸化能を示す。5価超原子価ヨウ素酸化剤は不純物等の混入により予期せぬ爆発を起こすなどの安全面に関する懸念があるが、3価超原子価ヨウ素酸化剤は比較的安全に取り扱うことができる点が特徴として挙げられる。
1) J. Org. Chem. 1987, 52, 3927; J. Org. Chem. 1991, 56, 435. 2) J. Org. Chem. 1996, 61, 5857; J. Org. Chem. 1998, 63, 6625; J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 2175; J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11235; Chem. Eur. J. 2006, 12, 4893. 3) Tetrahedron Lett. 1991, 32, 4321; J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 3684; Chem. Commun. 1996, 1491; Tetrahedron 2001, 57, 345; Chem. Commun. 2002, 450; Org. Lett. 2005, 7, 537; Chem. Commun. 2005, 2930; Org. Lett. 2006, 8, 2007; 4) Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 3595; Chem. Commun. 2005, 2205; J. Org. Chem. 2007, 72, 109. 5) Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 6193; Chem. Commun. 2007. 1224; Chem. Sci. 2007, 4, C4;Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3787; Chem. Commun. 2009, 2073. 6) Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 1301; J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 1668; Angew. Chem,. Int. Ed., 2010, 49, 3334; PCT Int. Appl. (2010), WO 2010007648.
