キラル分子認識化学を活用した質量分析法による高感度キラリティー解析

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24619015
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: 地方独立行政法人大阪市立工業研究所
• Principal Investigator: 靜間 基博 地方独立行政法人大阪市立工業研究所, その他部局等, 研究員 (40416318)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木曽 太郎 地方独立行政法人大阪市立工業研究所, その他部局等, 研究員 (90416313)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 質量分析 / 立体構造 / 光学異性体 / ホスト-ゲスト化学 / 光学活性有機金属 / エナンチオマー / 同位体標識 / 配位子交換

Research Abstract

本研究では、質量分析法で分析物の立体構造、特に光学異性体に関する情報、を得るための手法を確立することを目的としている。そのための戦略として、エナンチオマーを認識する光学活性ホスト化合物を活用することを提案している。その際、光学活性ホスト化合物の一方のエナンチオマーは同位体で標識することでマススペクトル上で光学異性の違いを検出する。平成24年度は、同位体標識したキラルクラウンエーテルおよびキラルポタンドを合成した。これらは、光学活性アミン（アンモニウムイオン）類と錯生成することができ、それらとのジアステレオマーをマススペクトル上で区別して検出できる。光学活性ホスト同位体標識エナンチオマーの合成は、本研究の根源的な課題の１つであり、本研究の進捗に必須のものである。また、さまざまな分析物に対応するため、ホスト-ゲスト化学だけでなく、新たに光学活性有機金属のエナンチオ選択的配位子交換を利用する手法についても、模索した。ここでも、同位体標識エナンチオマーを配位子としたものを合成することができた。さまざまな金属イオンとの錯形成挙動を明らかにした。そして、その銅錯体が遊離アミノ酸に対して良好なエナンチオマー認識を行うことを見出した。そのエナンチオマー選択性は質量分析法で定量的に評価できることも明らかにすることができた。このようなさまざまな相互作用を礎とした質量分析法による光学異性分析法に適用できる系を見出すことは今後の研究を進める上で重要である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究を遂行するにあたって必須である光学活性ホストおよび光学活性有機金属の同位体標識エナンチオマーを合成することができたため。

Strategy for Future Research Activity

前年度に合成した同位体標識化合物の合成手法を参考にさらに光学活性ホストおよび配位子を合成する。また、合成できたものから、順次、そのエナンチオ選択性を質量分析法で評価していく。得られた結果に関しての情報を蓄積し、今年度から分析物の立体構造的情報と質量分析で得られた情報の相関性について、多変量解析法を駆使して調べていく。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

光学活性ホストの合成で溶媒や試薬類（同位体標識試薬や光学活性試薬）が必要である。また、そのエナンチオ選択性評価実験で質量分析法を活用するので、関連消耗品が必要となる。また、それらを遂行するにあたって、一般的な実験消耗品も必要である。以上の使用目的で必要な消耗品を購入する（80万円）。また、本課題の進捗状況の発表、関連技術の情報収集などの目的で、関連学会に参加する（旅費　20万円）。その他として、研究成果の一部については、欧文論文誌に投稿する。投稿論文の英文校閲や学会の参加費などが必要である（10万円）。以上の内容で研究費を使用する計画である。

Research Products

• [Presentation] FABMSを用いた片末端に糖骨格を有する新規キラルホストのキラルアンモニウムゲストに対するキラル識別能評価とキラル固定相の応用 (2013)
  • Author(s): 靜間基博、○久井輝亘、藤原友希、赤瀬川嘉輝、佐藤博文、鈴木健之、大高敦、下村修、野村良紀、小野大助
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県草津市）
  • Year and Date: 20130324-20130324
• [Presentation] 光学活性銅錯体を用いた質量分析法による遊離アミノ酸の光学異性体識別 (2013)
  • Author(s): ○中小路崇・佐藤博文・三宅弘之・築部浩・川崎英也・荒川隆一・小野大助・靜間基博
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県草津市）
  • Year and Date: 20130324-20130324
• [Presentation] 光学活性銅錯体を用いた質量分析法による遊離アミノ酸の光学純度決定 (2013)
  • Author(s): ○佐藤博文・中小路崇・三宅弘之・築部浩・川崎英也・荒川隆一・小野大助・靜間基博
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県草津市）
  • Year and Date: 20130324-20130324
• [Presentation] 光学活性銅錯体のアミノ酸に対する光学異性体識別能：マススペクトル法によるアプローチ (2012)
  • Author(s): ○中小路崇、佐藤博文、小野大助、三宅弘之、筑部浩、稲本正、川崎英也、荒川隆一、靜間基博
  • Organizer: 日本油化学会フレッシュマンサミットOSAKA
  • Place of Presentation: 近畿大学（大阪府東大阪市）
  • Year and Date: 20121111-20121111
• [Presentation] 光学活性四座配位子を有する銅錯体へのエナンチオ選択的錯形成挙動 (2012)
  • Author(s): ○中小路崇、佐藤博文、三宅弘之、川崎英也、小野大助、荒川隆一、築部浩、靜間基博
  • Organizer: 第23回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都市）
  • Year and Date: 20120919-20120919
• [Presentation] Mass spectrometric approaches to enantioselective complexation system in solution (2012)
  • Author(s): ○M. Shizuma, H. Sato, T. Nakakoji, H. Kawasaki, K. Asano, T. Matsuzaki, T. Suzuki, K. Hirose, Y. Tobe, R. Arakawa, D. Ono
  • Organizer: 19th International Mass Spectrometry Conference (IMSC2012)
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都市）
  • Year and Date: 20120918-20120918
• [Presentation] Enantioselective binding characteristics of amino acid to chiral copper(II) complex using electrospray ionization mass spectrometry coupling with the deuterium-labeled method (2012)
  • Author(s): ○T. Nakakoji, H. Sato, H. Miyake, H. Kawasaki, R. Arakawa, D. Ono, M. Shizuma
  • Organizer: 19th International Mass Spectrometry Conference (IMSC2012)
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都市）
  • Year and Date: 20120918-20120918