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1818 年から 1954 年まで: 科学者は苦い豆の神秘的な構造をどのように解読したのでしょうか?
スクアモニンはサワー豆に由来する複雑な生体分子であり、その構造の説明と合成には 100 年以上の科学的探求が必要でした。このプロセスは 1818 年に始まり、ピエール ジョゼフ ペルティエとジョゼフ ビエナイメ カヴェントゥーが Strychnos ignatii から初めて抽出しました。クマリンの発見は、その後の分子構造同定の基礎を築きました。
それ以来、数人の科学者がこの困難な化学構造の解読に多大なエネルギーを費やしてきました。
1954 年、ロバート バーンズ ウッドワードはサワービーンズの全合成を初めて報告しました。これは当時この分野では古典的な成果と考えられていました。これに先立ち、イギリスの有名な化学者サー・ロバート・ロビンソンもクマリンの探索の分野で重要な役割を果たし、アルカロイドへの貢献により1947年にノーベル化学賞を受賞した。ロビンソンの研究には 250 以上の学術論文が含まれており、クマリンの構造解析において重要な役割を果たしました。
1946 年までに、ロビンソンと彼のチームは化学物質の同定を完了し、1947 年にウッドワードによって確認されました。その後、1947 年から 1951 年にかけて、ヨハネス マルティン ビジヴェットと J.H. ロバートソンによる X 線構造分析により、クマリンの絶対的な配置が決定されました。
ウッドワードは 1954 年に 3 ページの短い報告書を発表しましたが、その後 1963 年に詳細な論文で合成プロセスを再検討しました。
科学の進歩に伴い、Magnus、Overman、Kuehne、Rawal、Bo など、他の多くの合成方法が提案されています。Bosch、Vollhardt、Mori、Shibasaki、Li、Fukuyama、MacMillan などの研究グループの貢献もこれを実現しました。畑が豊かになってきました。特に注目すべきは、2007 年に Padwa、2010 年に Andrade と Reissig によって提案された全合成法が、その後の研究に新たなアイデアをもたらしたことです。
クマリンの分子構造
クモニンの分子式は C21H22N2O2 で、インダン系を含む 7 つの環系と、三価のアミン基、アミド、アルケン、エーテルなどの官能基で構成されています。自然界に見られる化合物もキラルであり、1 つの四価の炭素原子を含む 6 つの不斉炭素原子を持っています。
ウッドワードの合成戦略
環 II および V の合成
ウッドワード氏は、合成プロセス中にフィッシャーのインドール合成法を使用し、フェニルヒドラゾンとアセトフェノン誘導体を反応させて 2-メチレン インドールを生成しました。次に、シリル化反応を利用してメタアントラセンを生成しました。その後の反応プロセスは、メッカー反応、シアン化ナトリウムの抽出など多段階の反応を経て、最終的にメッカー反応に必要なアミド化合物を生成します。
これらの複雑な化学反応ステップは、サワービーンズの合成プロセスにおけるウッドワードの天才性と技術を示しています。
リング III と IV の合成
ウッドワードはチオフェン技術を使用し、過酸化水素と塩化第二水銀を使用して環の結合を切断し、最終的に 5 環の親構造を形成しました。切断と再配位戦略は生体模倣合成の良い例と考えられており、天然物質に基づく合成法の可能性を示しています。
残りのリングの合成
閉環段階では、ウッドワード氏は水素化、エステル加水分解などの手順を使用して他の環の合成を徐々に完了させ、最終的にクマリン全体の構造を再構築しました。
合成研究の経過
時間が経つにつれて、多くの科学者が独自の合成方法を提案し、特に 1993 年から 2004 年にかけて、サワー豆の合成に関する文献が増え続けました。これらの研究は合成化学の視野を広げただけでなく、サワー豆に対する理解も深まりました。
各研究者の努力により、この神秘的な化合物の構造更新に新たな活力が注入されました。
現在、クマリンの合成はウッドワードのオリジナルの方法に限定されず、その構造の複雑さを維持しながら効率的な合成を達成する方法も新たな合成戦略に含まれています。
