定序性に基づく光学活性な高分子包接体の立体構造の制御

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08455442
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 宮田 幹二 大阪大学, 工学部, 教授 (90029322)
• 研究分担者: 佐田 和己 大阪大学, 工学部, 助手 (80225911)
• キーワード: 定序性 / 炭素鎖高分子 / 不斉認識 / 分子情報 / 立体構造 / 情報の表現 / X線解析 / 分子グラフィックス

研究概要

前年度に引き続いて、高分子包接体を通して分子情報が表現されるという概念の立証を目指して、定序性分子情報による包接化の制御に関する研究を組織的に行った。今年度の研究では、次のような成果が得られた。
1.前年度に引き続いて定序性の異なるホストを合成した。これらホストの分子集合体形成の有無を通常百種類以上のゲストについて、再結晶法により調べた結果、多種類の包接体の形成を確認した。生成した包接体を用いて、定序性と包接体の立体的関係を詳しく検討した。
2.上記の包接形成の有無をもとに、各ホストの包接境界を求めた。この包接境界とゲストの大きさ・形・極性・キラリティーとの関係により、分子認識の機構解明に必要な基礎データを集積した。各ホストの包接範囲は、全く個性的と言ってもおかしくないほど多様であった。
3.前年度に引き続いて、ホスト・ゲスト包接体の単結晶をつくり、まず粉末回折パターンにより、結晶が既知のものと同型か異型かを調べ、次に異型の単結晶についておもに単結晶構造解析を行った。前年度と併せて二年間で百個以上の包接単結晶の三次元構造データを集積した。
4.上記のようにして得られた構造解析データに基づいて、分子集合体をパソコン上で組み立て水素結合様式と分子集合様式を解析した。その結果、分子構造の変化と水素結合・分子配列の変化との対応関係が従来以上に鮮明になってきた。例えば、ホスト分子の部分構造と包接空間との関係について、ステロイド骨格と側鎖が包接空間の構築に関わっていく仕組みが明らかになった。
5.さらに分子グラフィックスにて包接空間を解析し、分子認識の機構を考察した。その結果、定序性に基づく光学活性な高分子包接体の立体構造を制御する仕組みが明らかになってきた。

研究成果

• [文献書誌] K.Sada: "First Columnar Monolayer Structure of Bile Acids Inclusion Crystal. Inclusion Compounds of 23-Nordeoxycholic Acid" Chemistry Letters. 31-32 (1998)
• [文献書誌] Y.Miyake: "Novel Channel-type Inclusion Compounds of 3-Epiursodeoxycholic Acid." Jorunal of the Chemical Society,Chemical Communications. 111-112 (1998)
• [文献書誌] K.Nakano: "Molecular Architecture of Steroidal Acids and Their Derivatives : Selective Acquisition of Polymorphic Inclusion Crystal of Cholic Acid." Progress in Colloid & Polymer Science. 106. 249-251 (1997)
• [文献書誌] Y.Miyake: "Inclusion Compounds of Hyodeoxycholic Acid and the Crystal Structure of a 1 : 1 Complex between the Acid and Pyridine." Chemistry Letters. 1263-1264 (1997)
• [文献書誌] 佐田和己: "コール酸アミド-ポリエチレングリコール包接体の形成と構造" 高分子論文集. 54・10. 754-755 (1997)
• [文献書誌] 谷佳苗: "胆汁酸ステロイド誘導体のアルコールに対する分子認識能" Polymer Preprints,Japan. 45・12. 2973-2974 (1997)
• [文献書誌] 宮田幹二: "超分子をめざす化学、化学総説No.31" 学会出版センター, 217-227 (1997)
• [文献書誌] 宮田幹二: "分子認識化学一超分子へのアプローチ" 三共出版, 69-98 (1997)