2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14370719
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大和田 智彦 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (20177025)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内山 真伸 東京大学, 大学院・薬学研究科, 講師 (00271916)
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| Keywords | ピラミッドアミド / ねじれ型アミド / アミド構造 / 溶液構造 / 回転バリアー / ペフチド・タンパク質 / α-らせん構造 / 7-azabicyclo[2.2.1]hetane |
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| Research Abstract |
アミド結合は医薬品や農薬をはじめとする機能性化合物によく見られる結合で,ペプチド・タンパク質などの生体高分子の基本構造単位である。平面構造を志向するアミド結合において,C-N結合が回転した非平面構造はねじれ型アミド(twisted amide)と呼ばれ基底構造ではなくアミド結合のtrans-cis異性化反応の遷移状態構造と考えられる。このねじれ型アミドに加えて非平面アミドとして窒素ピラミッドアミドがある。窒素ピラミッドアミドも平面構造アミドを基底構造とする遷移構造と考えられる。基底構造の窒素ピラミッドアミドとして,三員環のアジリジンや四員環アゼチジンの窒素を含むアミドの例が知られている。N-アジリジンアミドの窒素原子の大きなピラミッド化は3員環の大きな結合角ひずみによりsp2型窒素原子に成り得ないためと考えらている。ねじれ型アミドは窒素ピラミッド化を伴う場合が多い。小員環以外に必ず窒素ピラミッド化を起こす候補構造単位として7-azabicyclo[2.2.1]heptane構造の一般性とその構造特性のオリジンを探索する研究と行った。7-azabicyclo[2.2.1]heptaneのアミド(N-ベンゾイル体)の溶液中のアミドのcis-trans異性に関する回転エネルギーは,単環性アミド(ピロリジンアミド)のそれに比べ減少していた。
X線結晶構造解析や分子軌道計算により,7-azabicyclo[2.2.1]heptaneのアミドの窒素ピラミッドと同時にアミドCN結合のねじれの両方が回転エネルギーの減少の原因であり,ピラミッド化とねじれはカップリングしていることが判明した。α-らせん構造など特徴ある3次元構造構築への応用のためのキラル7-azabicyclo[2.2.1]heptane誘導体を合成した。
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[Publications] Hirao, H., Ohwada, T.: "Theoretical Study of Reactivities in Electrophilic Aromatic Substitution Reactions : Reactive Hybrid Orbital Analysis"J.Phys.Chem., A. 107. 2875-2881 (2003)
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[Publications] Y.Otani, O.Nagae, Y.Naruse, S.Inagaki, M.Ohno, K.Yamaguchi, G.Yamamoto, M.Uchiyama, T.Ohwada: "An Evaluation of Amide Group Planarity in 7-Azabicyclo[2.2.1]heptane Amides. Low Amide Bond Rotation Barrier in Solution."J.Am.Chem.Soc.. 125. 15191-15199 (2003)
