Specific cyclization reactions of flexible substrates via folding in a coordination cage

本研究の目的は、空孔包接により柔軟分子を特異な立体配座に固定し、バルク溶液中ではなし得ない環化反応の開発することである。昨年度の研究で、中空錯体に直鎖状分子を包接させることで、折りたたまれた配座に制御し、直鎖状テルペノイドの立体選択的連続ペリ環状反応を進行させることに成功した。標的反応としてoxa-6π電子環状開環反応とヘテロディールス・アルダー反応からなる連続ペリ環状反応を用いた。本反応は、ピラン部位を有する出発原料から直鎖状中間体を経て、多員環構造を一挙に構築することができる。中空錯体を利用することによって縮環部の立体選択性を制御し、バルク溶液中ではなし得ない選択性が発現することが明らかになった。当該年度では、本環化反応の詳細なメカニズムの解明に焦点を当てた。中空錯体内部で直鎖状分子がどのような立体配座をとっているか検討するために、包接錯体の単結晶X線構造解析を行った。中空錯体が二量化したカプセル錯体の構造が得られた。カプセル錯体にはゲスト分子が2分子包接され、直線的に伸びた配座をとっていた。パネル状配位子と基質分子間に非共有結合性相互作用が複数観測された。この結晶構造は、溶液NMR測定の結果と矛盾し、溶液構造とは異なるが、複数の非共有結合性相互作用によって配座固定が錯体内部で起こっていることが示唆された。非共有結合性相互作用は、生体内の分子認識に重要な役割を果たしており、これらの知見は、新薬を分子設計する際の重要な基盤になると考えられる。

本研究の目的は、空孔包接により柔軟分子を特異な立体配座に固定し、バルク溶液中ではなし得ない環化反応の開発することである。昨年度の研究で、中空錯体に直鎖状分子を包接させることで、折りたたまれた配座に制御し、直鎖状テルペノイドの立体選択的連続ペリ環状反応を進行させることに成功した。標的反応としてoxa-6π電子環状開環反応とヘテロディールス・アルダー反応からなる連続ペリ環状反応を用いた。本反応は、ピラン部位を有する出発原料から直鎖状中間体を経て、多員環構造を一挙に構築することができる。中空錯体を利用することによって縮環部の立体選択性を制御し、バルク溶液中ではなし得ない選択性が発現することが明らかになった。当該年度では、本環化反応の詳細なメカニズムの解明に焦点を当てた。中空錯体内部で直鎖状分子がどのような立体配座をとっているか検討するために、包接錯体の単結晶X線構造解析を行った。中空錯体が二量化したカプセル錯体の構造が得られた。カプセル錯体にはゲスト分子が2分子包接され、直線的に伸びた配座をとっていた。パネル状配位子と基質分子間に非共有結合性相互作用が複数観測された。この結晶構造は、溶液NMR測定の結果と矛盾し、溶液構造とは異なるが、複数の非共有結合性相互作用によって配座固定が錯体内部で起こっていることが示唆された。非共有結合性相互作用は、生体内の分子認識に重要な役割を果たしており、これらの知見は、新薬を分子設計する際の重要な基盤になると考えられる。