多元素環状化合物を用いた分子認識素子の開発

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タンパク質ではない人工分子で生理活性物質を特異的に認識し捕捉するような人工レセプターの研究は、環境問題、エネルギー問題などとの関係から興味深く、また、遺伝子情報からの新しい創薬の可能性とも関連して重要な研究テーマである。われわれは、水酸基をもつ多くの生理活性物質が知られているにもかかわらず、そのようなアルコール・フェノールに対して特異的に結合するような人工レセプター、あるいは、認識モチーフがほとんど知られていないことに着目し、アルコール・フェノールを水中で捕捉する人工レセプターの設計と合成について検討している。ポルフィリンの剛直な骨格と、疎水的な相互作用面、ポルフィリンの中心金属による酸素原子に対する親和性を協同的に利用することで、アルコール・フェノールを認識するモチーフとなるのではないかと考え、種々のポルフィリン誘導体の金属錯体を合成した。ポルフィリンの骨格としては、金属のルイス酸点の近傍に基、水酸基の認識において協同的に働くと期待できるルイス塩基点を導入するために、meso-位にキノリル基、o-エステル置換フェニル基をもつポルフィリン誘導体を新しく合成した。また、中心の金属としては、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛などをポルフィリンに挿入し、金属イオンの違いによる酸素親和性の相違を検討した。その結果、アルミニウムポルフィリンを用いて、有機溶媒中でフェノールの結合定数を評価すると、亜鉛、マグネシウムポルフィリンよりも大きな結合定数が得られ、酸素原子をもつゲストに対する親和性が大きな分子を合成することが可能であった。しかし、同様の実験を水中で行うと、アルミニウムポルフィリンよりも、むしろ、亜鉛ポルフィリンの方が大きな親和性が見られ、アルミニウムポルフィリンは溶媒効果をより強く受けることが明らかとなった。