研究キーワード

有機化学、天然物、全合成、新反応、生理活性

研究内容

生物活性物質の合成と新反応の開発

物質科学においては、目的とする化合物やデザインした化合物を実際に合成することが研究の第一歩となります。有機合成化学は、医療、農業、材料、エネルギーなどのどの分野にも通じる学問分野です。当研究室では、生物活性物質の合成研究(天然物合成、新反応の開発、ケミカルバイオロジー)を通じて、物質を合成する術や操る術、それらの考え方を身に着け、先端科学の中で実践します。

多様な生理活性物質を研究対象に

当研究室では構造も活性も多様な化合物を合成しています。複雑な構造の化合物を標的化合物とすることが多く、必要なものが速やかに得られる、効率的な合成経路を開発します。そのため、常に目的物の構造的特徴をとらえて合成計画を立て、最短距離で合成を達成することを目指しています。下図1に当研究室で全合成を達成した化合物の一部を示しました。全合成により構造活性相関研究が可能となり、新たな薬理作用を持つ物質の創製の礎を築きます。また、その物質を必要量供給できることとなり、化学生物学研究が可能となり、作用機序の解明につながります。これらの標的化合物はいずれも特異な生物活性のみならず特徴的な構造を持っているので、それぞれの潜在的な能力を引き出し、新たな科学へと発展させます。

図1．当研究室で合成した天然生物活性物質

目的物を速やかに作る合成経路の確立

新しい物質によって科学をリードするためには、必要なものが速やかに得られる、効率的な合成経路の開発が不可欠である。常に目的物の構造的特徴をとらえて合成計画を立て、最短距離で合成を達成することを目指している。図1に挙げた化合物はすべて10工程前後で立体選択的全合成に成功している。

目的物を速やかに作る反応の開発

しかしながら一般に天然物合成を短工程で行うことは未だに難しく、ある程度の構造を持つ天然物が10工程程度で合成されることは極めて稀です。これを実現するためには、合成戦略と戦術（方法論・鍵反応）がうまく噛み合わなければなりません。我々は、天然生物活性物質の短工程合成を実現すべく、標的化合物の特徴をとらえた合成戦略を組み立てるとともに、遠隔不斉誘導法（図2）などの新規方法論を開発してきました。遠隔不斉誘導反応は、立体化学の構築と同時に、α,β-不飽和イミドを導入できるため、天然物合成の短工程化を実現する方法です。現在、図2に示すように、立体化学の作り分けができるようになっています。

図2．大きな構造を一挙に構築する遠隔不斉誘導反応

この様に、全合成研究と新反応開発をリンクさせることにより、有機合成化学を発展させるとともに生物活性物質の供給を可能にし、物質科学や生命科学の発展に寄与します。

略歴

• 1991年 北海道大学 理学部 化学科 卒業、1993年 同 大学院理学研究科 博士前期課程 化学専攻 修了、1996年 名古屋大学 大学院農学研究科 博士後期課程 食品工業化学専攻修了・博士(農学)。
• 1996～98年 日本学術振興会特別研究員(PD)（名古屋大学、米国スクリプス研究所）、1998年 東京理科大学 薬学部 助手、2003年 早稲田大学 理工学部 応用化学科 専任講師、2007年より 同 理工学術院 准教授。
• 2003年 有機合成化学協会研究企画賞、2008年 有機合成化学奨励賞、2010年 Thieme Journal Award 2010。