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

2000 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、炭素鎖オリゴマー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、炭素鎖オリゴマー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し、本年度は次のような研究成果が得られた。
1.平成10、11年度に続いて、キラルな定序性炭素鎖オリゴマーの合成を行った。水素結合基を複数個もつ誘導体を市販品のコール酸やデオキシコール酸などから合成し、これら炭素鎖オリゴマー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。
2.平成10、11年度に続いて、さらに通常の溶媒類を用いて、上記オリゴマーの包接化を探索した。通常一つのオリゴマーについて百種以上のゲスト候補を調べた。
3.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、X線粉末回折法などにより調べた。数十個以上の超分子の単結晶のX線構造解析により、らせん構造を多数見つけた。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。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と明らかにし、らせん構造に導く分子構造について考察した。

研究成果

• [文献書誌] A.Matsumoto: "Intercalation of Alkylamines into an Organic Polymer Crystal."Nature. 405. 328-330 (2000)
• [文献書誌] Y.Aoki: "Enantioresolution of Aliphatic Alcohos by Lithocholamide."Enantiomer. 5. 95-104 (2000)
• [文献書誌] K.Nakano: "Inclusion Polymerization in Polymorphic Crystals of Cholic Acid."Polymer Journal. 33. 172-176 (2001)
• [文献書誌] K.Nakano: "Conformational Polymorphism in Inclusion Crystals of Cholic Acid with Ethyl Acetate."CrystEngComm. 11. 1-2 (2001)
• [文献書誌] K.Nakano: "Importance of Packing Coefficients of Host Cavities in the Isomerization of Open Host Frameworks : Guest-Size-Dependent Isomerization."Chemistry ; A European Journal. 7. 209-220 (2001)
• [文献書誌] K.Sada: "Controlled Expansion of a Molecular Cavity of a Steroidal Host Compound."Journal of the American Chemical Society. 123(in press). (2001)
• [文献書誌] W.L.Hinze: "Organized Assemblies in Chemical Analysis, Volume 2"JAI Press Inc.. 346 (2000)
• [文献書誌] R.P.Agarwala: "Soft Chemistry Leading to Novel Materials"Trans Tech Publications Ltd.. 250 (2001)