フレキシブな有機分子の溶液立体配座解析

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63470011
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 大澤 映二 北海道大学, 理学部, 助教授 (40001763)
• キーワード: 多配座問題 / 立体配座解析 / 構造発生プログラム / カ-プラス式 / 溶液配座 / コ-ナ-フラップ / 構造決定 / マクロライド

研究概要

本研究の目的は多配座問題の計算化学的研究に役立つ新しいアルゴリズムを開発し、実用的なプログラムを作成し、実験化学上の諸問題に適用することである。アルゴリズムとしては環式配座の系統的高速自動発生の為のコ-ナ-フラップ法を創始し、これを実行するためのプログラムCONFLEXを作成した。後者は第2版をQCPE(#592)およびJCPE(#21)から公開し、現在大幅な改良を加えた第3版がほぼ完成している。また、プロトンNMRのビシナ-ル結合定数を計算するためにKarplus式を徹底的に改良し、この計算式を実行するためのプログラム3JHHMをQCPE(#591)およびJCPE(#12)から公開した。
これら2つのプログラムを次のような溶液中の多配座問題に適用した。
(1)天然物タキシンの基本炭化水素骨格トリシクロ〔9.3.1.0^<3.8>〕ペンタデカンの安定配座を多数見いだした。
(2)たばこ葉害虫の性フェロモンであるセリコルニンの活性配座を推定するための手がかりとして全安定配座を発生、構造最適化した。
(3)16員環マクロライド抗生物質LeuconolideAの立体選択性合成の中間段階の環配座と反応性の関連を調べるために16員環ラクトンの安定配座38種類をすべて求めた。この計算には超大型計算機のCPUを約3時間使用したが、この経験からするとWoodwardらのエリスロマイシン合成における環化反応の解析が可能である。これは平成2年度に実行予定である。
(3)パリトキシン部分構造のモデルとしてのアルディト-ル酢酸エステルの三次元立体構造決定のシミュレ-ションを行い、改良Karplus式とMM計算を多用することによって、合成によらずとも92%の確立で成功する事を示した。

研究成果

• [文献書誌] H.Goto: "Corner Flapping-A Simple and Fast Algorithm for Exhaustive Generation of Ring Conformation" J.Am.Chem.Soc. 111. 8950-8951 (1989)
• [文献書誌] K.Imai: "An Extension of Multiparametric Karplus Equation" Tetrahedron Lett. 30. 4251-4254 (1989)
• [文献書誌] Z.Slanina: "Quantum-Chemically Supported Vibrational Analysis of Giant Molecules C_<60> and C_<70>" J.Mol.Struct(Theochem). 202. 169-176 (1989)
• [文献書誌] J.M.Rudzinski: "Energy-Minimum Structure of Hydrocarbon Portion of 〔4_5〕(1,2,3,4,5,)Ferrocenophane" J.Rhys.Org.Chem. 2. 602-610 (1989)
• [文献書誌] E.Osawa: "1,4-Bishome〔6〕prismane(Garudane):Molecular Structure and Strain Analysis" J.Chem.Soc.,Perkin Trans.II. 1161-1165 (1989)
• [文献書誌] E.Osawa: "Application of Molecular Mechanics to Natural Product Chemistry" Pure*Appl.Chem. 61. 597-600 (1989)
• [文献書誌] 岡田勲,大沢映二: "分子シミュレ-ション入門" 海文堂, 227 (1989)
• [文献書誌] 大沢映二,ほか: "計算科学ガイドブック" 丸善株式会社, 347 (1989)