チューブリン重合阻害活性の最小必須構造として、チアゾリン環骨格を有する部分構造2を設定したが、立体配置が不明であった為、可能な4つの立体異性体をすべて合成した。L-システインから3工程で誘導したアミド3のLiAlH₄還元、Wittig反応により高Z選択的にチアゾリジン5を得た。5のN,S-アセタールを水飽和した希薄CH₂Cl₂中、TFAにて官能基選択的に脱保護し、ラセミのカルボン酸(±)-7と縮合後、得られたチオールエステル8をFukuyamaの方法に従い環化させ、目的のチアゾリン2をジアステレオマーの混合物として得た(Scheme1)。D-システインからも同様に合成し各々HPLC精製後、2を4つの立体異性体として得た。それらの絶対配置は、Bergmanの方法によりキニン塩として光学分割した立体既知のカルボン酸(+)-7と6を用いて(+)-2aを合成し、各異性体のNMR、比旋光度データを比較することにより決定した。また、得られた2と報告されているCuracin Aのスペクトルデータの比較から、Curacin Aのチアゾリン環部分の3つの不斉炭素の相対位置を2bと決定、絶対配置を(+)-2bと推定した。私が独自に提出した構造は、時を同じくしてWhiteらにより報告されたものと一致していた。

Scheme 1)

　安価で容易に入手可能なL-酒石酸の2つのカルボキシル基を同時変換し、Curacin Aの不斉全合成に必要な光学活性カルボン酸(-)-7を、効率的かつその立体化学を完全に制御(>99%ee)し合成した。L-酒石酸ジエチルエステルから2工程で誘導したジエステル9のDIB AL-H還元、ジブロム化、LiAlH₄還元により鍵反応の基質となるジエン11を得た。11のダブル不斉Simmons-Smith反応はEt₂Zn系或いはZn-Cu系、いずれの反応試薬でも高ジアステレオ選択的(>99%de)に進行し、目的のジシクロプロパン12を単一物として与えた。12の脱保護後、2段階の酸化反応(NaIO₄酸化及びKMnO₄酸化)を経て、目的の立体のカルボン酸(-)-7を得ることに成功した(Scheme2)。

Scheme 2

　次に、Curacin Aのメチルシクロプロピル部分の類縁体合成及び本合成法の汎用性を広げる為に、L-酒石酸ジエチルエステルからカルボン酸7の両鏡像体合成を行った。ビスアリルアルコール10のTBDPS化により得られたジシリル14を基質として、同様にダブル不斉Simmons-Smith反応を行いジシクロプロパン15を単一物として得た(>99%de)。脱シリル化後、生成したジオール16の両端水酸基をジメシル化、続けてLiAlH₄還元し既知化合物のジシクロプロパン12を得た。以降は既知のルートに従いカルボン酸(-)-7へ誘導した(Scheme3)。

Scheme 3

　次に鏡像体(+)-7の合成を行った(Scheme4)。ジシクロプロパン15のアセタールを脱保護後、NaIO₄酸化、NaBH₄還元しアルコール18を得、同様に水酸基をメシル化後、LiAlH₄還元によりメチル基に変換した。得られたシクロプロパン19を脱シリル化し、続けてRuCl₃触媒下、NaIO₄酸化によりカルボン酸(+)-7を得た。以上のように私はカルボン酸7の両鏡像体をダブル不斉Simmons-Smith反応を鍵反応に用い、効率的かつ高立体選択的(>99%ee)に合成する方法を開発した。

Scheme 4

　Curacin Aの4つの不斉点のうち、L-システイン由来以外の3つの不斉点を、完全に立体制御(>99%ee)し全合成を達成した(Scheme5)。アルキル側鎖のジエン部分構築にゲラニオールから4工程で誘導したホスホネート20と、1,4-ブタンジオールから2工程で誘導したアルデヒド21のWittig-Homer反応を用い、高E選択的にジエン22を得た。側鎖部分の不斉点導入にはDuthalerらのキラルなアリルチタン試薬を利用した。すなわち22の脱保護後、NaIO₄酸化により生成したアルデヒド23と24を用いた不斉アリル化では、高エナンチオ選択的(>99%ee)に反応が進行し、目的の立体を持つアリルアルコール25を高収率で得た。25はメチルエーテル化後、Me₂S存在下MgBr₂・OEt₂にて脱PMB化し、続けて既知のルートに従って目的のホスホニウム塩26へ誘導した。26とアルデヒド4のWittig反応により高Z選択的にチアゾリジン27を得、1)の部分構造合成の手法及び2)で調製した光学活性なカルボン酸(-)-7を用い、27からの収率10%で最終目的物のCuracin Aを得ることに成功した。得られたCuracin Aのスペクトルデータは文献値と完全に一致しその構造を確認した。

Scheme 5

　合成したCuracin A及び合成関連化合物について、ブタ脳より精製したチューブリンを用いて濁度法により、そのチューブリン重合阻害活性を測定した。我々のアッセイ系ではCuracin AのIC₅₀は2.5Mであったが、チアゾリン環を有する部分構造2のいずれの異性体にも阻害活性が見られなかった。さらにホスホニウム塩26とアセトアルデヒドのWittig反応により得られたテトラエン28、及び幾つかの側鎖由来の部分構造に阻害活性が見られなかったことから、その活性発現にはヘテロ環部分と脂溶性側鎖の組み合わせが重要であることをデータにより初めて明らかにした。

　水酸基の保護基であるPMB基の穏和な脱保護剤として、ハード酸・ソフト求核剤組み合わせ系のMgBr₂・OEt₂-Me₂S反応剤をデザイン、開発した。本反応剤をCuracin Aの側鎖合成時に実用するとともに、各種官能基を有する基質に用い、その有用性・使用限界を調べた(Table1)。その結果、(1)本反応剤がPMB基の一般的な脱保護条件であるDDQ酸化に代わり、1,3-ジエン化合物の脱PMB化に極めて有効なこと、(2)その際、他のルイス酸、プロトン酸では顕著に起こるオレフィンの異性化を抑えること、さらに(3)他の官能基、例えばt-ブチルジメチルシリル(TBDMS)、ベンゾイル(Bz)、ベンジル(Bn)基或いはアセトナイドの存在下、選択的にPMB基のみ脱保護可能であることを明らかにした。

Table 1

　以上、私は有糸分裂阻害剤Curacin Aの合成研究として、部分構造合成及びCuracin Aの不斉全合成を行い、その新規類縁体を高立体選択的に合成する方法論を確立した。さらに2)に示した効率的なカルボン酸の合成法はcis-2-アルキルシクロプロパンカルボン酸の不斉合成法として有用かつ一般性の高いものであり、また5)に示したMgBr₂・OEt₂-Me₂S反応剤は、PMB基の新規・選択的脱保護剤として、有用かつ実用性の高いものと考えられ、今後複雑な天然物合成への応用が期待される。