生体機能の解明に向けた超分子複合系の構築と機能開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10304053
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 深澤 義正 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50004502)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩本 啓 広島大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80304393) ; 灰野 岳晴 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80253053)
• Keywords: 酸化触媒モデル / ポルフィリン / カリックスアレン / C-Hπ相互作用

Research Abstract

生体内における酸化触媒としてシトクロームP450は多くの研究者に注目されている化合物であり、この酸化触媒の機能をモデル化合物で再現する研究は生体機能を解明するために重要である。P450は分子認識部位を提供する酵素タンパク質と、反応部位であるポルフィリンが共同して機能することが知られている。そこで本年はP450を人工的に模倣した分子として、適度な包接空間を持つカリックスアレンとポルフィリンを堅固な架橋鎖で連結した化合物を設計した。もしこの空孔内にメタンが効率よく取り込まれ、ポルフィリンオキソ錯体により酸化することができればメタノールに変換可能と考えられる。メタンガスを液体燃料メタノールに変換して利用することが可能となれば、貯蔵、輸送の利便性も加わり、エネルギー問題の解決に大きく前進すると考えられる。実際にこの化合物を合成し、ポルフィリンを亜鉛錯体へと変換し、種々のピリジン誘導体との包接実験を行った。ピリジン誘導体の添加によるポルフィリンのソーレー吸収体の変化量から、会合定数、および錯形成自由エネルギーを求めた。その結果、カリックス[5]アレンキャップ型ポルフィリンは、ピリジン、4-メチルピリジン、4-tert-ブチルピリジンを空孔内に取りこむことがわかった。中でも4-メチルピリジンは、カリックス[5]アレンとの間に働くC-Hπ相互作用を含む分子間相互作用が大きく影響し、強く会合することを明らかになった。

Research Products

• [Publications] Y.Fukazawa: "Layered donor-acceptor-acceptor arrangement in complex of molecular tweezers based on dioxa [2.2] orthocyclophane,"Tetrahedron Letters. 41.4. 477-480 (2000)
• [Publications] Y.Fukazawa: "Thermodynamic study on supramolecular complex formation of fullerene with calix [5] arenes in organic solvents"Tetrahedron Letters. 41・4. 493-497 (2000)
• [Publications] Y.Fukazawa: "Flexible Molecular Tweezers Based on a Dioxa [2.2] orthocyclophane Linked with Weak Electron Acceptor"Tetrahedron Letters. 41・21. 4139-4142 (2000)
• [Publications] Y.Fukazawa: "Conformational analysis by chemical shift simulation : structure of 1,4,11,14-tetraoxa [4.4] metacyclophane"Tetrahedron Letters. 42・1. 49-51 (2001)
• [Publications] Y.Fukazawa: "Intramolecular Complex Formation Between Flexible Molecular Tweezers and Weak Electron Acceptor"Heterocycles. 51・1. 849-864 (2001)
• [Publications] Y.Fukazawa: "Estimation of Magnetic Anisotropy in Polycyclic Aromatics"Tetrahedron Letters. 42・8. 1551-1553 (2001)