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単結晶内での精密かつ巨大な分子反応場の構築

研究課題

研究課題/領域番号 12J05611
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能物質化学
研究機関東京大学

研究代表者

荒井 達彦  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2012年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード単結晶X線構造解析 / 細孔性錯体 / キラル化合物 / 単結晶X線構造解析 / 分子認識
研究実績の概要

昨年度においては、単結晶場での巨大分子を選択的な合成を目指し研究を行い、結晶内にて目的の分子が狙った位置に存在することを確かめるべく、単結晶X線構造解析の条件の最適化を行う過程で、結晶中に包接された分子は結晶化の過程を経ることなくX線構造が得られていることに着目し、この現象のキラル化合物の絶対構造解析に応用した。今年度は、さらにキラルHPLCとこの絶対構造解析手法を組み合わせた。
キラルHPLCを用いることで、ラセミ体の化合物の分離を行うことができるが、どのフラクションがどの絶対構造に由来するかを決定するのは、非常に煩雑な手法が必要であった。そこで、分析用のHPLCから得られるマイクログラム量の化合物を、昨年度合成した絶対構造既知の光学活性部位を有する細孔性錯体に包接させることで、そのフラクションに含まれる化合物の絶対構造決定を行った。
Phenacyl bromideの水素化ホウ素ナトリウムを用いた還元により、2-bromo-1-phenylethanolのラセミ体混合物が得られた。それをキラルHPLCにて解析すると、11.7分と12.3分に二つピークが観測された。この一つ目のフラクションを50 µg集め、昨年度合成した細孔性結晶に包接させてX線構造解析を行ったところ、ゲストの構造が明瞭に観測され、骨格に導入されている絶対構造既知の光学活性部位との比較によって、一つ目のフラクションに含まれる化合物がR体であることが明らかとなった。同様にして二つ目のフラクションにおいても、細孔性結晶に包接させX線構造解析を行ったところ、二つ目のフラクションに含まれる化合物がS体であることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Networked-Cage Microcrystals for Evaluation of Host–Guest Interactions2014

    • 著者名/発表者名
      Shohei Matsuzaki, Tatsuhiko Arai, Koki Ikemoto, Yasuhide Inokuma,Makoto Fujita
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical Society

      巻: 136 号: 52 ページ: 17899-17901

    • DOI

      10.1021/ja5109535

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of guest-uptake protocol for a porous complex useful for 'crysta1-free' crystallography2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuhide Inokuma, Shota Yoshioka, Junko Ariyoshi, Tatsuhiko Arai, Makoto Fujita
    • 雑誌名

      Nature Protocols

      巻: 9 号: 2 ページ: 246-252

    • DOI

      10.1038/nprot.2014.007

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray analysis on the nanogram to microgram scale using porous complexes2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuhide Inokuma, Shota Yoshioka, Junko Ariyoshi, Tatsuhiko Arai, Yuki Hitora, Kentaro Takada, Shigeki Matsunaga, Kari Rissanen, Makoto Fujita
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 495 ページ: 461-466

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] キラル結晶スポンジを用いたキラル化合物の絶対構造決定2015

    • 著者名/発表者名
      荒井達彦、猪熊泰英、藤田誠
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉県)
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 結晶スポンジ法を用いたビスケテンの構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤寛、荒井達彦、吉岡翔太、猪熊泰英、藤田誠
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉県)
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Absolute structure determination of chiral molecules using chiral crystalline sponge2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Arai, Yasuhide Inokuma, Makoto Fujita
    • 学会等名
      第2回国際会議(兼)第7回有機触媒シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of chiral crystalline sponge and absolute structure determination of chiral compounds2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Arai, Yasuhide Inokuma, Makoto Fujita
    • 学会等名
      MOF2014
    • 発表場所
      神戸市(兵庫県)
    • 年月日
      2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Absolute structure determination of chiral compounds using chiral crystalline sponge2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Arai, Yasuhide Inokuma, Makoto Fujita
    • 学会等名
      錯体化学会第64会討論会
    • 発表場所
      中央大学(東京都)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Absolute structure determination of chiral compounds by chiral porous coordination network2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Arai, Yasuhide Inokuma, Makoto Fujita
    • 学会等名
      Summer School – Challenges in Supramolecular Chemistry
    • 発表場所
      Strasbourg(フランス)
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] キラル結晶スポンジを用いたキラル化合物の絶対構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      荒井達彦、猪熊泰英、藤田誠
    • 学会等名
      ホスト•ゲスト化学シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2014-05-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 結晶スポンジ法の多段階合成における簡便な構造解析手法としての応用2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤寛、荒井達彦、吉岡翔太、猪熊泰英、占部大介、井上将行、藤田誠
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学 愛知
    • 年月日
      2014-03-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] キラル結晶スポンジの合成とキラル化合物の絶対構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      荒井達彦、猪熊泰英、藤田誠
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学 愛知
    • 年月日
      2014-03-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細孔性結晶を用いた結晶化を必要としない単結晶試料の作製 : 解析手法と適用範囲2014

    • 著者名/発表者名
      猪熊泰英、吉岡翔太、荒井達彦、藤田誠
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学 愛知
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] X-ray crystallography without crystallization by using crystalline sponge2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Arai, Yasuhide Inokuma, Makoto Fujita
    • 学会等名
      4^<th> Asian Conference on Coordination Chemistry
    • 発表場所
      チェジュ 韓国
    • 年月日
      2013-11-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 単結晶スポンジを用いた液体化合物の単結晶X線構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      荒井達彦、猪熊泰英、藤田誠
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学、滋賀
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ネットワーク化M6L4ゲージ錯体中におけるビスケテンの生成と結晶内反応2012

    • 著者名/発表者名
      荒井達彦、猪熊泰英、藤田誠
    • 学会等名
      錯体化学会第62回討論会
    • 発表場所
      富山大学、富山
    • 年月日
      2012-09-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Guest encapsulation into networked cages and capsules for crystalline state reactions2012

    • 著者名/発表者名
      荒井達彦、猪熊泰英、藤田誠
    • 学会等名
      The 6th Takeda science foundation symposium on Pharma Science
    • 発表場所
      武田薬品工業(株)研修所、大阪
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 東京大学藤田研究室HP

    • URL

      http://fujitalab.t.u-tokyo.ac.jp

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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