スピロケタール

化学において、スピロケタールは、1 つの中心炭素を共有する2 つの複素環式化合物から構成される構造モチーフであり、スピロ化合物のサブクラスになります。その構造上の特殊性は、スピロ炭素のアルファにある各環に 1 つの酸素原子が存在することにあります。各環のサイズに関する規則はありませんが、最も広く見られるスピロケタールは 5 員環と 6 員環で構成されています。

自然界での発生

生物学的に興味深い多くの天然物には、さまざまな配置をとることができる [6,5] および [6,6] スピロケタール部分が含まれています。文献におけるスピロケタールの最初の例は、トリテルペノイドサポニンやサポゲニンなど、1970 年以前に登場しました。^[1]その後、いくつかの研究で、さまざまな化合物にスピロケタールが存在することが説明されました。下痢性貝毒(DSP) クラスの毒素には、オカダ酸とアンカンタホリシンが含まれています。最も顕著なスピロケタールは、ミバエの^[a]フェロモンの全範囲です。^[2]

薬理学への関心

スピロケタールモチーフは非平面構造のため、構造に基づく薬物設計（SBDD）とスクリーニングライブラリの開発の両方において、学術的および産業的な医薬品研究分野で関心を集めています。^[3]

アベルメクチンは真菌から発見されており、抗寄生虫薬である。アベルメクチンはγ-アミノ酪酸のシナプス前放出を増強し、それによって神経インパルスのシナプス後伝達を阻害することで線虫や節足動物を麻痺させるようである^[4]

トホグリフロジンはヒトナトリウムグルコース共輸送体2（hSGLT2）の阻害剤であり、2014年に日本で2型糖尿病の治療薬として承認されました^[5]

化学合成

酸触媒スピロケタール化

スピロケタールを環閉じさせる最もよく用いられる方法は、酸性条件下でのジヒドロキシケタールの加水分解であるが、この方法では立体制御ができない。そのため、スピロ環化の立体選択性を制御するために、さまざまな方法が考案されてきた。^[6]

注記

^ ミバエ科およびショウジョウバエ科のハエ。

参考文献

^ Basu, N (1967年9月). 「トリテルペノイドサポニンとサポゲニン」.植物化学. 6 (9): 1249–1270. Bibcode :1967PChem...6.1249B. doi :10.1016/S0031-9422(00)86088-4.
^ Perron, Francoise; Albizati, Kim F. (1989-11-01). 「スピロケタールの化学」.化学レビュー. 89 (7): 1617–1661. doi :10.1021/cr00097a015. ISSN 0009-2665.
^ Lo, Michael M.-C.; Neumann, Christopher S.; Nagayama, Satoshi; Perlstein, Ethan O.; Schreiber, Stuart L. (2004-12-01). 「立体選択的 3 成分カップリング反応に基づくスピロオキシンドールのライブラリ」. Journal of the American Chemical Society . 126 (49): 16077–16086. doi :10.1021/ja045089d. ISSN 0002-7863. PMID 15584743.
^ Campbell, William C. (1981年10月). 「アベルメクチンの紹介」.ニュージーランド獣医学ジャーナル. 29 (10): 174–178. doi :10.1080/00480169.1981.34836. ISSN 0048-0169. PMID 7038568.
^ 大竹良人;佐藤勉小林隆光;西本正博；タカ、ナオキ；高野幸司；山本圭介；大森正幸;山口まりなさん。高見、京子。ユー・サンヨン。アン・クヒョン。松岡広治；森川和美；鈴木雅之 (2012-09-13) 「2型糖尿病治療のための高選択性ナトリウムグルコース共輸送体2（SGLT2）阻害剤としての、O-スピロケタール環システムを有する新規C-アリールグルコシドであるトフォグリフロジンの発見」。医薬化学ジャーナル。55 (17): 7828–7840。土井：10.1021/jm300884k。ISSN 0022-2623。PMID 22889351。
^ Verano, Alyssa L.; Tan, Derek S. (2017年4月). 「スピロケタールの立体制御合成：化学および生物学の発見のエンジン」. Israel Journal of Chemistry . 57 (3–4): 279–291. doi :10.1002/ijch.201600134. ISSN 0021-2148. PMC 5665374. PMID 29104308 .

[2] ミバエ科およびショウジョウバエ科のハエ。

[1] Basu, N (1967年9月). 「トリテルペノイドサポニンとサポゲニン」.植物化学. 6 (9): 1249–1270. Bibcode :1967PChem...6.1249B. doi :10.1016/S0031-9422(00)86088-4.

[3] Perron, Francoise; Albizati, Kim F. (1989-11-01). 「スピロケタールの化学」.化学レビュー. 89 (7): 1617–1661. doi :10.1021/cr00097a015. ISSN 0009-2665.

[4] Lo, Michael M.-C.; Neumann, Christopher S.; Nagayama, Satoshi; Perlstein, Ethan O.; Schreiber, Stuart L. (2004-12-01). 「立体選択的 3 成分カップリング反応に基づくスピロオキシンドールのライブラリ」. Journal of the American Chemical Society . 126 (49): 16077–16086. doi :10.1021/ja045089d. ISSN 0002-7863. PMID 15584743.

[5] Campbell, William C. (1981年10月). 「アベルメクチンの紹介」.ニュージーランド獣医学ジャーナル. 29 (10): 174–178. doi :10.1080/00480169.1981.34836. ISSN 0048-0169. PMID 7038568.

[6] 大竹良人;佐藤勉小林隆光;西本正博；タカ、ナオキ；高野幸司；山本圭介；大森正幸;山口まりなさん。高見、京子。ユー・サンヨン。アン・クヒョン。松岡広治；森川和美；鈴木雅之 (2012-09-13) 「2型糖尿病治療のための高選択性ナトリウムグルコース共輸送体2（SGLT2）阻害剤としての、O-スピロケタール環システムを有する新規C-アリールグルコシドであるトフォグリフロジンの発見」。医薬化学ジャーナル。55 (17): 7828–7840。土井：10.1021/jm300884k。ISSN 0022-2623。PMID 22889351。

[7] Verano, Alyssa L.; Tan, Derek S. (2017年4月). 「スピロケタールの立体制御合成：化学および生物学の発見のエンジン」. Israel Journal of Chemistry . 57 (3–4): 279–291. doi :10.1002/ijch.201600134. ISSN 0021-2148. PMC 5665374. PMID 29104308 .