2014 Fiscal Year Annual Research Report
アキラルな分子群をプローブとするNMRキラルセンシングの機構解明と応用
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25810055
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
石原 伸輔 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (30644067)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | キラル / NMR / 不斉認識 / 分子認識 / ポルフィリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アミノ酸、DNA、生理活性物質などの生体分子の多くは不斉炭素を有するキラル化合物であり、生体への活性が鏡像異性体（エナンチオマー）の間で異なることが多い。このため、医薬品などの合成過程において、キラリティーおよびキラル純度を決定するためのキラル認識技術は極めて重要である。本研究では、近年我々の研究グループが見出したアキラルな分子と核磁気共鳴分光法（NMR）のみを用いた新しいキラルセンシング現象のメカニズムを解明することを第一の目的とする。従来型のアキラルなプローブ分子は、キラルな分子と１：２の錯体を形成するため、溶液系中にジアステレオマー（S+S, S+R, R+R）が混在することになり、キラルセンシングのメカニズムの解釈が困難であった。これを打開するため、本研究では、キラルなゲスト分子と１：１の錯体を形成しながらもNMRキラルセンシングが可能なホスト分子群を探索し、機構解明を行った。その結果、前年度には、アキラルなオキソポルフィリノーゲン誘導体を用いて、キラルな分子と１：１の錯体を形成しながら、NMRキラルセンシングを可能とするとともに、そのメカニズムについても明らかとした（Nature Communications 2013, 4, 2188）。キラルセンシングのメカニズムは、キラル分子がホスト分子のプロキラルな水素原子へ引き起こす磁気異方性効果および、NMRタイムスケールよりも早い錯体形成の交換による磁気異方性効果の平均化であることが明らかとなった。本年度ではプロキラルな水素原子を有するいくつかの化合物について、NMRキラルセンシングプローブとしての可能性を探索した。その結果、これまで我々が報告していたポルフィリンやオキソポルフィリノーゲンなどの環状分子以外のプロキラルな分子に関しても、NMRキラルセンシングに応用できることを見出した。
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