水溶性レセプターによる環境ホルモン類の精密分子認識と高選択的酸化触媒の開発

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人工レセプターによるホルモン、環境ホルモンの水中における分子認識では、両者が共通してもつフェノール性水酸基と疎水性部分での相補的な分子間相互作用が最も重要であると考え、ポルフィリン金属錯体を利用して、アルコール、フェノール、糖などの酸素原子を官能基として有するゲスト分子を強く捕捉する認識部位の構造探索を行った。人工レセプターとして優れた認識場を提供するポルフィリンホストにおいては、ほとんどがNitrogen donar ligandの分子認識であり、高い酸素親和性を有するポルフィリンホストは少数の報告例があるのみである。フェノールの認識には、鈴木クロスカップリング反応を使って合成されたメソ位にキノリル基を有する亜鉛ポルフィリンが、フェノール誘導体を強力に捕捉することを見出した。^1H-NMR滴定から算出したフェノール誘導体のCIS値とポルフィリン環の異方性マップから、フェノールの芳香環のプロトンは中心金属から4〜5オングストロームの近接した距離に存在していることが解った。これはポルフィリンとフェノールの芳香環とのスタッキングによる相互作用と、ポルフィリンに導入したルイス塩基点とフェノール水酸基との多点相互作用によるものと考えられる。一方糖の認識では、[2+2]型の酸脱水縮合反応を利用して、ルイス酸と4つのルイス塩基点を固定したレセプター分子の合成に成功し、このレセプターが多点の水素結合によりグルコース誘導体と非常に強く結合することを見い出した。以上本研究ではフェノール誘導体についてはルイス塩基、πスタッキングの組み合わせが、グルコース誘導体についてはルイス塩基、ルイス酸の組み合わせが最適であると結論した。