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計算化学に基づく高精度合成計画法の開発と複雑天然物のコンピューター支援全合成

基于计算化学和复杂天然产物计算机辅助全合成的高精度合成规划方法的发展

基本信息

批准号：
22K18340
负责人：
占部大介
金额：
$ 16.64万
依托单位：
Toyama Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2028-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18340/
关键词：
有機合成化学全合成天然物遷移状態計算化学 DFT計算天然物化学

项目摘要

半自動遷移状態探索プログラムの作成には、多様な化学反応の遷移状態探索が必須である。そこでR4年度は、典型金属を介したカルボアニオン反応の反応機構解析に取り組んだ。具体的には当研究室のアンフィジノリドLの合成研究で使用している立体制御アルドール反応の反応機構解析を実施した。遷移状態計算でよく利用されるimplicitモデルでは立体選択性の実験結果が再現できなかったため、explicitモデルによる遷移状態探索を行った。THF溶媒分子を多様な配位形式でLiイオンに配位させることで、実験結果を再現する遷移状態を得ることに成功した。反応解析には、より現実に近いexplicitモデルは有効であるが、溶媒の配位形式が不明であるため、反応の予測に適用させることは容易ではない、と考えている。今後、カルボアニオン反応を予測する一般的な手法の開発が必要である。半自動遷移状態探索プログラムの作成に向けて、研究協力者によって、Gaussianなどの計算化学ソフトウェアの大量の入出力データを迅速かつ正確に処理できるpythonライブラリが開発された。本ライブラリにより、Diels-Alder反応などの簡単な反応の反応成否の予測、立体選択性の予測が可能になった。これまでに、Diels-Alder反応によるナキテルピオシンのCD環形成、2-アミノイミダゾール類の3環性骨格の構築の成否を本プログラムで評価し、プログラム上での基質構造の最適化を実施した。実際に反応が進行すると判断できる基質を合成しDiels-Alder反応を検討したところ、予想通り反応が進行した。また、立体選択性についても予測通りであることを確認した。

Semi-automatic migration state exploration is necessary for the creation of multiple chemical reactions. The analysis of reaction mechanism of typical metals in R4 was carried out. Specifically, the analysis of the reaction mechanism of the three-dimensional control Aldrich reaction used in the synthesis research of the Anfijridre L in the laboratory was implemented. The transition state calculation is performed by using implicit and explicit search methods. THF solvent molecules are coordinated in multiple forms, resulting in the reproduction of migration states. The analytical solution is simple, and the coordination form of the solvent is unknown. In the future, it is necessary to develop a general method for predicting the occurrence of a disease. Semi-automatic migration state exploration, development, research collaborators, Gaussian, computational chemistry software, and a large number of input and output data are rapidly and correctly processed. This paper describes the prediction of the feasibility of the method for determining the selectivity of the reaction and the possibility of determining the selectivity of the reaction. In this paper, the formation of CD ring in the Diels-Alder reaction, the formation of 3-ring structure in the 2-ring reaction, and the optimization of matrix structure in the 2-ring reaction are discussed. In fact, the process of reaction is judged by the matrix synthesis, and the process of reaction is discussed. This is a three-dimensional selection process.