酸化活性種の新規反応特性評価法に基づく、高選択的な不活性分子活性化系の構築

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シトクロムP450は、数あるへム酵素の中でも非常に高い酸化活性を有することが知られている。筆者は、この高い酸化活性の要因がその構造上の特徴でもあるチオレート配位構造にあるのではないかと考え、これを明らかにすべく実験を行ってきた。その結果昨年度までに、種々のアニソール類のO-脱メチル化反応機構を指標とすることで、チオレート配位鉄ポルフィリン錯体SR)の特徴的な反応特性を定量的に表現可能であることを見いだしてきた。本年度は、引き続きチオレート配位が活性種の反応特性に及ぼす効果を検討するため、新たに合成した水素結合型SR(HBSR)によるO-脱アルキル化反応機構の検討を行った。近年、シトクロムP450の反応サイクルの中で、0-0結合開裂の結果生成する活性種では、軸配位子チオレートはプロトネートしチオールとなっているのではないかとの推測がなされるようになってきた。そこで、分子内にチオレートに対する水素結合部位を導入したHBSRを合成し、これを用いてp^-ジメトキシべンゼンのO-脱メチル化反応機構を検討した。その結果k_Hk_D値はSRの7.6とほぼ同じ7.1という値が得られた。すなわち、チオレート軸配位子に対する水素結合は酸化活性種の反応特性にほとんど影響を与えず、ともに高い水素原子引き抜き活性を持つことが示唆された。一方で、アルカンの水酸化反応とアルケンのエポキシ化反応の競争反応においては、HBSRとSRではその結果に差が現れ、HBSRではよりアルケンのエポキシ化が進行しやすいという結果を得た。この結果が本賞的な反応特性の差を表しているのか、あるいは分子間競争反応によるものなのかを明らかにするため、現在分子内で競争反応可能な基質のデザイン・合成を行っている.合成が完了次第、HBSRとSRの反応特性を詳細に比較していく予定である。