カチオン-pi相互作用に基づく分子認識に関する研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05750770
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 荒木 孝司 九州大学, 工学部, 助手 (80221737)
• Keywords: カリックスアレーン / 分子認識 / カチオン-pi相互作用

Research Abstract

pi-ドナー性の芳香族と4級アンモニウムカチオンとの相互作用、すなわち「カチオン-pi相互作用」に基づくホスト・ゲスト錯体形成と分子認識能について、カリックスアレーンを基体とする種々のホスト化合物を用いて検討した。ゲストである4級アンモニウムイオンの^1H-NMRスペクトルでは、ホストであるカリックスアレーンの存在下、著しい高磁場シフトが観測され、カリックスアレーンのpi-ドナー性の空孔内への取込みが確認された。環員数の異なるカリックスアレーンについて検討した結果、環員数に伴って結合能が変化し、“Hole-Size"選択性に基づく分子認識が行われているとが明かとなった。さらに、コンホメーションが筒状構造に固定化されたカリックス[4]アレーンは、固定化されていないものより高い結合能を示した。またカリックス[4]アレーン2分子を4本のスペーサーで連結したかご型ホスト分子を合成し、4級アンモニウムイオンに対する包接能を検討した。その結果、溶媒から隔離されたホストの3次元空孔内屁のゲストの取込みが観測されゲストがホストに取り込まれる速度もかなり低下していることが解った。これらの結果より、1)「カチオン-pi相互作用」に基づく分子認識系を検討する材料として、カリックスアレーンは極めて優れており、「カチオン-pi相互作用」は分子認識能を支配する重要な因子である、2)カリックスアレーンを基体としたかご型ホスト化合物は、「カチオン-pi相互作用」によって4級アンモニウムイオンを3次元的に遮蔽された空孔内に閉じ込めることができる可能性があることが示された。

Research Products

• [Publications] Koji Araki 他3名: "Molecular Design and Synthesis of a Biscalix[4]arene-Based Cage Molecule" Tetrahedron Letlers. 34. 8297-8300 (1993)
• [Publications] Koji Araki 他2名: "Calion-pi Interactions in Clix[4]arene-based Host Molecules" Chemistry Letlers. 2. 205-208 (1993)