国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院工学研究科の石原 一彰 教授、ウヤヌク ムハメット 准教授、田中 啓貴 博士後期課程学生、請川 直哉 博士前期課程学生（研究当時）の研究グループは、インドール注1）類の不斉注2）脱芳香族化反応注3）を開発し、詳細な反応機構解析により、次亜ヨウ素酸塩注4）触媒がインドールの酸化的極性転換注5）に有効であることを見出しました。また、本手法を用いることによって、従来法では合成困難であったインドール誘導体の不斉合成にも成功しました。本手法はインドール系医薬品類開発の有力な合成法となることが期待されます。また、本手法は有毒な金属を使用せず、副生成物は水またはアルコールのみのため、人や地球環境に優しいという利点もあります。日本はチリに続き、ヨウ素生産量世界第2位であり、ヨウ素は資源小国の日本にとって貴重な輸出資源であるため、その有効利用は国策（元素戦略）と成りうるものです。
インドールは、トリプトファンと呼ばれる必須アミノ酸や、脳内神経伝達物質であるセロトニンの部分構造として知られており、医薬品の構成成分として特に重要です。インドールは電子豊富な芳香族化合物であるため、その化学反応はインドールの高い求核性を利用したものに限られていました。インドールの求核性を求電子性に極性転換できれば、新たな分子変換反応への展開が期待されますが、電子豊富なインドールの極性転換は難しく、これまで数例の報告例があるのみであり、本研究成果はインドールの有機反応化学のブレイクスルーと言えます。
本研究成果は、2022年3月23日付アメリカ化学会誌「J. Am. Chem. Soc.」のオンライン版に掲載されました。
本研究は、日本学術振興会科学研究費助成事業の支援のもと行われたものです。
・キラルアンモニウムヨウ化物注6）を不斉触媒として用いることで、インドールの不斉脱芳香族化反応を開発した。
・詳細な反応機構解析により、インドールの酸化的極性転換に伴い反応が進行していることを見出した。
・従来法では合成困難であったインドール誘導体の合成に成功した。
・反応で得られた生成物が、様々なインドール誘導体へと容易に変換可能であることを見出した。
・インドールを構成成分とする医薬品、香料、染料、フォトクロミック化合物などの開発・製造への応用が期待される。
◆詳細（プレスリリース本文）はこちら
注1）インドール:
ベンゼンがピロールに縮合した芳香族複素環式化合物。インドール骨格を有するものとして、生体構成成分であるアミノ酸のトリプトファン、神経伝達物質のセロトニン、さらに抗炎症剤のインドメタシン、抗高脂血漿薬のフルバスタチンなどがある。トリプトファンを出発物質とするインドールアルカロイドは、天然物に多く存在し、その中には血管収縮作用を持つエルゴタミン、抗がん剤にも用いられるビンクリスチンなどがある。染料であるインジゴもこの骨格を有する。
注2）不斉:
分子などが立体構造に対称性を欠く現象。鏡像関係にある異性体2種の存在が可能となる。
注3）脱芳香族化反応:
化合物の芳香族性を崩しながら、新たに官能基を導入する化学反応。
注4）次亜ヨウ素酸塩:
次亜ヨウ素酸はヨウ素のオキソ酸の一種で、化学式はHOIである（ヨウ素の酸化数は+1）。次亜ヨウ素酸塩はHOIの塩である。例えば、次亜ヨウ素酸のテトラブチルアンモニウム塩はBu４NOIである。
注5）極性転換:
有機化学においてある化合物を化学変換して、その化合物とは逆の電化を有する化合物として用いること。
注6）キラルアンモニウムヨウ化物:
不斉点を有するアンモニウムカチオンのヨウ化物イオン。スピロ型キラル第四級アンモニウムイオンは丸岡・大井らによってキラル相間移動触媒の対カチオンとして先に開発された（総説：Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 42, 4222）。
雑誌名：米国化学会誌（Journal of the American Chemical Society）
論文タイトル：Hypoiodite-Catalyzed Oxidative Umpolung of Indoles for Enantioselective Dearomatization
著者：田中 啓貴（大学院博士後期課程学生）、請川 直哉（大学院博士前期課程学生（研究当時））、ウヤヌク ムハメット（准教授）、石原 一彰（教授）
DOI: 10.1021/jacs.2c01852
URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01852
