注目テクノロジー Staudinger ライゲーション反応

Standinger反応を利用した化学選択的で高収率かつ穏やかな化学ライゲーション反応

アジドはトリアリールホスフィンと速やかに反応し、窒素の脱離を伴いながら対応するイミノホスフォラン（アザ－イリド）を生成します。StaudingerとMeyerにより最初に報告されたこの変換反応¹は、穏やかな条件で進行し高収率でアザ－イリドを与えます。最初に生成するイミノホスフォランは、アルデヒドやケトンなどの様々な求電子剤との多くの重要な合成反応に用いられていますが、水中では加水分解によりアミンが生成します^2,3。アジドからアミンへの還元反応は、Scheme 1に示す反応機構によると考えられています⁴。

エステル基がリン置換基のオルト位にある場合、加水分解の前にアミド結合を形成しますが(scheme 2) ⁴、このことによりこの変換反応がケミカルバイオロジーにとって非常に有用な反応となりました。

アジドとホスフィンが生体内に存在する多くの官能基と反応しないという点と化学選択性が高いという点が、この反応が、ケミカルバイオロジーにおける細胞内プロセスを研究するための手法の一つとして大きく注目を集めている理由です³。これを最もよく表しているのはUCバークレーのCarolyn Bertozziらの研究でしょう。Bertozziの研究は、還元剤とタグ化試薬としてある置換基を持たせたトリフェニルホスフィンを用い、アミド結合した非天然の細胞表面シアロシドの生成に一連の反応を利用しています。代謝物として産生したシアロシドは、ウイルス感染の調節とガン細胞の転移を阻害します。BertozziのアプローチをScheme 3に示しました⁵。

References:
(1) Staudinger, H.; Meyer, J. Helv. Chim. Acta 1919, 2, 635. (2) Mundy, B. P.; Ellerd, M. G.; Favaloro, F. G., Jr. Name Reactions and Reagents in Organic Synthesis, 2nd ed.; Wiley: Hoboken, NJ, 2005; p 614. (3) Köhn, M.; Breinbauer, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 3106 and references therein. (4) Saxon, E.; Luchansky, S. J.; Hang, H. C.; Yu, C.; Lee, S. C.; Bertozzi, C. R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14893 and references therein. For related information, see: (a) Prescher, J. A.; Bertozzi, C. R. Nat. Chem. Biol. 2005, 1, 13. (b) Chandra, R. A.; Douglas, E. S.; Mathies, R. A.; Bertozzi, C. R.; Francis, M. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 896.

Sigma-Aldrichは、今日のケミカルバイオロジー研究に有用な数多くのラベル化試薬や染色試薬を提供しています。以下はその一例です。
1-methyl 4-pentafluorophenyl diester of 2-(diphenyl-phosphino)terephthalic acid (679011)
fluorescein 5-isothiocyanate (FITC, F2502)
安定なアザ－イリド：N-(triphenylphosphoranylidene)aniline (324876)