| Project/Area Number |
19K05447
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
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| Research Institution | Tokushima Bunri University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | X線解析 / 質量分析 / 結晶スポンジ / 共結晶 / ホスト-ゲスト化学 / ベンゾフェノンテトラカルボン酸 / ピラジン / テトラジン / 環状化合物 / アダマンタン / 包接 / イメージング質量分析 / ホストーゲスト相互作用 / レーザー脱離イオン化質量分析 / 単結晶X線構造解析 / MALDI / 分子計算 / レーザー脱離イオン化 |
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| Outline of Research at the Start |
我々はアダマンタンの剛直性とその強い配向性を利用して２脚型アダマンタン分子が結晶中で２量体環状超分子を形成し，その内部に選択的にパラコートカチオン１分子を包接することを報告した．さらに，Hirshfeld表面解析により，このときの包摂のドライビングフォースは分散力であると推察された．これらの先行研究に基づき種々の有機化合物の構造決定および分離を実現する手法を構築する．
結晶スポンジにゲストを取り込み，Ｘ線解析と同時に、この結晶によるレーザー脱離イオン化質量分析法(CSI-LDI/MS)を用いて構造を解析する手法は独自の手法であり，共結晶を利用した新しい構造分離分析法の確立する．
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| Outline of Final Research Achievements |
We synthesized several stable cyclic adamantane crystal sponges and established a method for soaking guest molecules into the crystal sponge (host molecule). On the other hand, various experiments were conducted on the single-crystal to single-crystal guest inclusion method, and the optimum conditions were found. For single crystal X-ray structure analysis methods including disorder treatment, we investigated microcrystals using high-sensitivity X-ray detectors and high-power X-ray sources, and established related techniques and means.
In mass analysis, we established a laser desorption ionization method for guest inclusion crystal sponges. Furthermore, we have found an interaction evaluation method by DFT calculation of the interaction between the guest molecule in the crystal sponge and the frame structures.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究により，種々の有機化合物の構造決定および分離を実現することができた．特にX線結晶解析に適さない油状または液体分子の解析に成功した．これはホスト-ゲスト化学の新たな活用に繋がり、共結晶化の機構解明に一歩近づいた．さらに医薬品の共結晶体を構築することによりプロドラッグなど結晶製剤における溶解度や安定性の制御にも応用できる．今後，ホスト分子とゲスト分子の共結晶体の形成をとおして，生理活性物質のホストとの相互作用が分子レベル（原子分解能）で解析され，創薬研究をさらに活性化することができる．X線解析と質量分析の連携によって当該分野の研究に貢献することが期待できるため社会的意義は大きい．
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