ブテンを原料に天然物のコードを紡ぐ~新触媒が拓く医薬リード分子の迅速プログラム合成~

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2025-10-17 東京大学

東京大学大学院薬学系研究科と名古屋大学の研究チームは、石油由来の「ブテン」を出発原料として、医薬品や天然物に含まれる重要構造「ポリオール」を効率的に合成する新手法を開発した。光触媒反応により、ブテンを環状ヘミアセタールに立体選択的にアリル化し、複雑な立体配列を自在にプログラム可能とした点が特徴。従来法に比べ工程を大幅に短縮し、廃棄物も減少する環境調和型プロセスを実現した。高効率で持続可能な医薬リード分子創出に資する成果であり、化学合成技術の脱炭素化にも貢献が期待される。成果は『Science』誌に掲載。

ブテンを原料に天然物のコードを紡ぐ~新触媒が拓く医薬リード分子の迅速プログラム合成~
触媒でブテンを反応させてポリオールを作る

<関連情報>

可視光駆動による環状ヘミアセタールとブテンの立体分岐アリル化によるポリプロピオネート合成 Visible light–driven stereodivergent allylation of cyclic hemiacetals with butene for polypropionate synthesis

Hiroyasu Nakao, Mirja Md Mahamudul Hassan, Yusuke Nakamura, Moe Toyobe, […] , and Motomu Kanai
Science  Published:16 Oct 2025
DOI:10.1126/science.adz0686

Editor’s summary

Polypropionates are a class of natural product derivatives that feature alternating hydroxyl and methyl stereocenters on a carbon backbone. Targeting particular stereochemical distributions is an enduring challenge in their synthetic preparation for pharmaceutical research. Nakao et al. report a versatile route exploiting asymmetric chromium-catalyzed allylation paired with photoredox activation of simple butene reagents and a boron-promoted ring opening of a cyclic precursor. The protocol can be applied consecutively with tunable stereochemical selectivity in each successive iteration. —Jake S. Yeston

Abstract

Catalytically transforming abundant hydrocarbon feedstocks into structurally complex, high-value molecules is a pivotal yet challenging goal in organic synthesis. The key difficulty lies in the simultaneous activation of chemically inert feedstocks and precise stereochemical control. Here, we report a catalytic stereodivergent allylation of unprotected cyclic hemiacetal aldols with butene, enabling the programmable synthesis of polypropionates—privileged structural motifs prevalent in biologically active compounds, including pharmaceuticals. This visible light–driven, selective transformation exhibits broad functional group compatibility, furnishing 1,3-polyols with multiple contiguous stereocenters in high yield and stereochemical fidelity. Moreover, this method provides a concise and practical route to key natural product intermediates with minimal protection–deprotection sequences. This strategy has the potential to streamline polypropionate synthesis while reducing the time, cost, and environmental impact.

有機化学・薬学
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