炭素鎖定序性情報に基づくらせん状超分子の構築と構造制御

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10450353
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 宮田 幹二 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029322)
• 研究分担者: 佐田 和己 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80225911)
• キーワード: 定序性情報 / 炭素鎖高分子 / 分子認識 / らせん状集合 / 水素結合 / 包接化合物 / X線構造解析 / 分子グラフィックス

研究概要

申請者は、炭素鎖オリゴマ-である胆汁酸ステロイドをホストとして長年包接化合物の研究を続けてきた。この研究過程で、ホスト分子がらせん状超分子を形成する例が見つかった。このらせん構造は、タンパク質や核酸などの生体高分子のらせん構造と何らかの深い関係があるように思われる。そこで本研究では、できるだけ多数のらせん状包接体をつくり、炭素鎖オリゴマ-であるステロイドとらせん集合体との相関関係や分子認識機構を解明することを目的とする。
1.前年度に続いて、キラルな定序性炭素鎖オリゴマ-の合成を行った。水素結合基をもつステロイド・アルカロイド・糖などの天然脂環式化合物の中で特に胆汁酸ステロイドに注目して、水素結合基を複数個もつアミド誘導体やエピマ-を市販の胆汁酸から合成した。
2.上記のように合成した炭素鎖オリゴマ-を各種有機溶媒から結晶化させて超分子体を形成させた。通常一つのオリゴマ-について百種以上のゲスト候補の包接化を探索した。
3.上記で得られた超分子の結晶構造と溶液中の構造を、赤外吸収分光法、核磁気共鳴分光法、熱重量分析法、X線粉末回折法などにより調べた。超分子の単結晶をつくり、そのX線構造解析を行った結果、らせん構造の存在が確認できた。
4.前年度の結果を踏まえ、分子グラフィックスにより分子集合体を解析し、らせん構造や包接空間さらに分子認識機構などを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Y.Hishikawa: "Extremely Specific Recognition of Ethylene Glycol in Three-leaved Building Blocks of N-Methyldeoxycholamide"Supramolecular Chemistry. 11. 101-108 (1999)
• [文献書誌] M.Chikada: "Intercalation and Polymerization in Chenodeoxycholic Acid Channels with Retention of a Crystalline State"Polymer Journal. 31. 1061-1064 (1999)
• [文献書誌] A.Matsumoto: "Crystal-Lattice Controlled Photopolymerization of Di(benzylammonium) (Z,Z)-Muconates"Journal of the American Chemical Society. 121. 11122-11129 (1999)
• [文献書誌] M.Sugahara: "A Robust Structural Motif in Inclusion Crystals of Norbile Acids"Chemical Communications. 293-294 (1999)
• [文献書誌] Y.Aoki: "Enantioresolution of Aliphatic Alcohos by Lithocholamide"Enantiomer. 5(in press). (2000)
• [文献書誌] M.Miyata: "Comprehensive Inclusion Compounds of Steroids"Supramolecular Chemistry. 12(in press). (2000)
• [文献書誌] M.Miyata: "Organized Assemblies in Chemical Analysis, Volume 2"Chiral Recognition of Organic Substances by Using Bile Acids/Salts and Their Derivatives. 24 (2000)