研究・技術

標識化学研究チーム

生体機能の解明や創薬研究に必要なPET分子プローブを合成します

※2018年4月の組織改編により、当研究室は生命機能科学研究センターの所属になりました。最新の情報は下記よりご覧ください。
> 生命機能科学研究センター標識化学研究チームのページ

チームリーダー
土居久志 D.Sci.

〒650-0047 兵庫県神戸市中央区港島南町6-7-3
Tel: 078-304-7130

研究内容

当研究チームでは、PET科学研究の推進に必要な短寿命PET分子プローブの一般的合成法の開発を主要課題として、生体機能探索化合物や薬剤候補化合物のPET分子プローブ化と、新しい標識化学反応の開発を行っています。加えて、PET臨床研究のためのPET薬剤の合成を担当しています。現在、大阪市大病院をはじめとした３拠点でPET薬剤合成を担当しています。具体的な研究内容としては、有機化学の力量を生命科学研究に展開すべく、Pd（パラジウム）、Rh（ロジウム）、Cu（銅）などの有機金属触媒を用いた新しいPET分子プローブの合成法の開発に取り組んでいます。主要研究課題の一つとして、これまでに、生物活性有機化合物の炭素基本骨格上への短寿命11C核種の導入を目指して、Pd(0)触媒を用いた高速C-[11C]メチル化反応の開発を行ってきました。本反応は、わずか5分の反応時間で最小の炭素置換基である[11C]メチル基を目的の炭素骨格上に導入できる革新的標識法です（下図上段：標識実例）。現在、本反応は、18F核種（半減期約110分）の導入を可能とする高速C-[18F]フルオロメチル化反応にも拡大・進展しています（下図中段）。また、生体分子の標識化に関しては、核酸に対するクリック化学型化学量論的18F-標識法の開発を行ってきました。現在、生体高分子化合物（タンパク質、抗体など）に対する新しい標識法の開発にも取り組んでいるところです。

PET分子プローブの合成現場においては、標識用合成装置の性能は事実上の生命線です。そこで、11Cや18Fなどの短寿命放射性核種を安全かつ高収率で標識することを目的として、従来の標識化学の視点だけでなく、合成化学の原点である有機化学実験法に立脚した標識用合成装置の開発も行っています（上図下段）。このように有機化学を基盤として、理想的な標識法によるPET分子プローブの創出を目指しています。

研究成果

論文

Synthesis of ¹¹C-Labeled Thiamine and Fursultiamine for in Vivo Molecular Imaging of Vitamin B₁ and Its Prodrug Using Positron Emission Tomography.

Doi H, Mawatari A, Kanazawa M, Nozaki S, Nomura Y, Kitayoshi T, Akimoto K, Suzuki M, Ninomiya S, Watanabe Y.
J Org Chem, 80(12), 6250-6258 (2015).

Pd-mediated rapid cross-couplings using [¹¹ C]methyl iodide: groundbreaking labeling methods in ¹¹ C radiochemistry.

Doi H.
J Labelled Comp Radiopharm, 58(3), 73-85 (2015).

¹¹C-Labeled Capsaicin and Its in Vivo Molecular Imaging in Rats by Positron Emission Tomography

Goto M, Mizuma H, Wada Y, Suzuki M, Watanabe Y, Onoe H, and Doi H.
Food Nutr Sci, 6(2), 216-220 (2015).

Pd⁰-Mediated Rapid C-[¹⁸F]Fluoromethylation by the Cross-Coupling Reaction of a [¹⁸F]Fluoromethyl Halide with an Arylboronic Acid Ester: Novel Method for the Synthesis of a ¹⁸F-Labeled Molecular Probe for Positron Emission Tomography

Doi, H., Goto, M. and Suzuki, M.
Bull Chem Soc Jpn, 85, 1233-1238 (2012).

Stoichiometry-focused ¹⁸F-labeling of alkyne-substituted oligodeoxynucleotides using azido([¹⁸F]fluoromethyl)benzenes by Cu-catalyzed Huisgen reaction.

Kuboyama T, Nakahara M, Yoshino M, Cui Y, Sako T, Wada Y, Imanishi T, Obika S, Watanabe Y, Suzuki M, Doi H.
Bioorg Med Chem, 19(1), 249-255 (2011).

Pd(0)-Mediated rapid coupling between methyl iodide and heteroarylstannanes: an efficient and general method for the incorporation of a positron-emitting (11)C radionuclide into heteroaromatic frameworks.

Suzuki M, Sumi K, Koyama H; Siqin, Hosoya T, Takashima-Hirano M, Doi H.
Chemistry, 15(45), 12489-12495 (2009).

Palladium(0)-mediated rapid methylation and fluoromethylation on carbon frameworks by reacting methyl and fluoromethyl iodide with aryl and alkenyl boronic acid esters: useful for the synthesis of [¹¹C]CH(3)--C- and [¹⁸F]FCH2--C-Containing PET tracers (PET=positron emission tomography).

Doi H, Ban I, Nonoyama A, Sumi K, Kuang C, Hosoya T, Tsukada H, Suzuki M.
Chemistry, 15(16), 4165-4171 (2009).

Synthesis of ¹¹C-labelled N,N’-diphenylurea and ethyl phenylcarbamate by a rhodium-promoted carbonylation via [¹¹C]isocyanatobenzene using phenyl azide and [¹¹C]carbon monoxide

Doi H, Barletta J, Suzuki M, Noyori R, Watanabe Y, Långström, B.
Org Biomol Chem, 2(21), 3063-3066 (2004).

Rapid Methylation for the Synthesis of a ¹¹C-Labeled Tolylisocarbacyclin Imaging the IP₂ Receptor in a Living Human Brain

Suzuki, M., and Doi, H., Kato, K., Bjorkman, M., Långström, B., Watanabe, Y. and Noyori, R.
Tetrahedron, 56(42), 8263-8273 (2000).

Rapid Coupling of Methyl Iodide with Aryltributylstannanes Mediated by Palladium(0) Complexes: A General Protocol for the Synthesis of ¹¹CH₃-Labeled PET Tracers

Suzuki, M., and Doi, H., Bjorkman, M., Andersson, Y., Långström, B., Watanabe, Y. and Noyori, R.
Chem Eur J, 3(12), 2039-2042 (1997).

メンバー *：兼務

土居久志
チームリーダー

>>>Curriculum vitae
喜田達也
研究員

>>>Curriculum vitae
髙谷修平
特別研究員
後藤美樹
リサーチアソシエイト
馬渡彩
技師
森智子
技師
神母坂あみ
テクニカルスタッフI
河合保子
アシスタント

センター概要

採用情報

アクセス

研究

研究室・プログラム

技術・サービス

トピックス一覧

研究成果

おしらせ

イベント

一般の方へ

研究・技術

標識化学研究チーム

研究内容

研究成果

論文

Synthesis of ¹¹C-Labeled Thiamine and Fursultiamine for in Vivo Molecular Imaging of Vitamin B₁ and Its Prodrug Using Positron Emission Tomography.

Pd-mediated rapid cross-couplings using [¹¹ C]methyl iodide: groundbreaking labeling methods in ¹¹ C radiochemistry.

¹¹C-Labeled Capsaicin and Its in Vivo Molecular Imaging in Rats by Positron Emission Tomography

Pd⁰-Mediated Rapid C-[¹⁸F]Fluoromethylation by the Cross-Coupling Reaction of a [¹⁸F]Fluoromethyl Halide with an Arylboronic Acid Ester: Novel Method for the Synthesis of a ¹⁸F-Labeled Molecular Probe for Positron Emission Tomography

Stoichiometry-focused ¹⁸F-labeling of alkyne-substituted oligodeoxynucleotides using azido([¹⁸F]fluoromethyl)benzenes by Cu-catalyzed Huisgen reaction.

Pd(0)-Mediated rapid coupling between methyl iodide and heteroarylstannanes: an efficient and general method for the incorporation of a positron-emitting (11)C radionuclide into heteroaromatic frameworks.

Palladium(0)-mediated rapid methylation and fluoromethylation on carbon frameworks by reacting methyl and fluoromethyl iodide with aryl and alkenyl boronic acid esters: useful for the synthesis of [¹¹C]CH(3)--C- and [¹⁸F]FCH2--C-Containing PET tracers (PET=positron emission tomography).

Synthesis of ¹¹C-labelled N,N’-diphenylurea and ethyl phenylcarbamate by a rhodium-promoted carbonylation via [¹¹C]isocyanatobenzene using phenyl azide and [¹¹C]carbon monoxide

Rapid Methylation for the Synthesis of a ¹¹C-Labeled Tolylisocarbacyclin Imaging the IP₂ Receptor in a Living Human Brain

Rapid Coupling of Methyl Iodide with Aryltributylstannanes Mediated by Palladium(0) Complexes: A General Protocol for the Synthesis of ¹¹CH₃-Labeled PET Tracers

メンバー *：兼務

関連ページ