Study on biosynthesis of steroidal glycoalkaloids in Solanaceae plants based on organic synthetic chemistry

本研究で合成する化合物のほとんどは、ステロイドの22位にヒドロキシ基をもつ。また、本研究では、重水素標識したステロイドの合成も行う。そこで2022年度は、合成を効率的に進めるため、22位にヒドロキシ基をもち、同時に、21位が構造変換可能なステロイド側鎖の新規構築法の開発を行った。具体的には、3位のヒドロキシ基が保護され、5位に二重結合をもち、さらに、21位がアルコキシカルボニル基に酸化されたステロイドエステルを調製し、このエステルと、炭素数6のアルデヒドとの間でアルドール反応を行った。続いて、21位のカルボニル炭素を還元してヒドロキシメチル基とした後、生じたヒドロキシ基を還元することで、アルドール反応の生成物を既知の22-ヒドロキシコレステロールに誘導した。その結果、アルドール反応生成物の20位の立体配置は天然型であり、また、22位のヒドロキシ基の立体配置については、リチウムエノラートではRが、ホウ素エノラートではSが主となることを明らかにした。さらに、21位を還元する際に重水素化リチウムアルミニウムを用いることで、21位に3個の重水素を導入した(22R)-22-ヒドロキシコレステロールを合成した。なお、アルドール反応生成物の22位のヒドロキシ基をカルボニル基に酸化して再度還元すると、22位のヒドロキシ基の立体配置はRが主となった。本研究で開発した新規側鎖構築法は、21位および22位が官能基化されたステロイドやテルペノイドの合成に幅広く適用できる。

本研究で合成する化合物のほとんどは、ステロイドの22位にヒドロキシ基をもつ。また、本研究では、重水素標識したステロイドの合成も行う。そこで2022年度は、合成を効率的に進めるため、22位にヒドロキシ基をもち、同時に、21位が構造変換可能なステロイド側鎖の新規構築法の開発を行った。具体的には、3位のヒドロキシ基が保護され、5位に二重結合をもち、さらに、21位がアルコキシカルボニル基に酸化されたステロイドエステルを調製し、このエステルと、炭素数6のアルデヒドとの間でアルドール反応を行った。続いて、21位のカルボニル炭素を還元してヒドロキシメチル基とした後、生じたヒドロキシ基を還元することで、アルドール反応の生成物を既知の22-ヒドロキシコレステロールに誘導した。その結果、アルドール反応生成物の20位の立体配置は天然型であり、また、22位のヒドロキシ基の立体配置については、リチウムエノラートではRが、ホウ素エノラートではSが主となることを明らかにした。さらに、21位を還元する際に重水素化リチウムアルミニウムを用いることで、21位に3個の重水素を導入した(22R)-22-ヒドロキシコレステロールを合成した。なお、アルドール反応生成物の22位のヒドロキシ基をカルボニル基に酸化して再度還元すると、22位のヒドロキシ基の立体配置はRが主となった。本研究で開発した新規側鎖構築法は、21位および22位が官能基化されたステロイドやテルペノイドの合成に幅広く適用できる。