[スポンサーリンク]

ホスト分子

ククルビットウリル Cucurbituril

[スポンサーリンク]

ククルビット[n]ウリル(cucurbit[n]uril, CBn)とは、グリコウリル構造をホルムアルデヒドで連結させることで得られる環状水溶性ホスト分子のことである。nは構成されるグリコウリルモノマーの数を指す。名前はカボチャの学名(cucurbitaceae)に由来する。

合成法および構造的特性

グリコウリルとホルムアルデヒドを酸触媒条件下で縮合させると、CBnの混合物が得られる。連結数nに応じて環サイズは変化する。
CB6は1905年にBehrendによってはじめて合成され[1]、1981年にイリノイ大学のMockらによって構造決定がなされた[2]。環サイズを違えたCB5,7,8はKimらによって報告されている[3]。n = 9のものはこれまでに単離されていない。

グリコウリルの代わりにエチレンウレアを同様に連結し、上半分をカットした構造の分子はヘミククルビット[n]ウリル[4]と呼ばれる。上部ウリル構造をジアルキル化ののち縮合して得られるものはバンブス[n]ウリル[5]と呼ばれる。

ホスト―ゲスト化学への応用

環内部は疎水性分子に適した環境になっている。開口部は電気陰性であるカルボニル基が密集しており、電気陽性部位と強く相互作用する。この現象を活かしたホスト―ゲスト化学が精力的に研究されている[6-8]。

疎水性骨格の両端にアンモニウムカチオンを適切な距離で2つ備える分子が強力に取り込まれる。下記のとおり、アルキル鎖長4~6のα,ω-ジアミンが良く結合する。

●=H(CH2)mNH3+, ▲=+H3N(CH2)mNH3+ CB6との相互作用定数の関係 (b) サイズの比較(論文[7]より引用)

この知見を参考に、フェロセン骨格[9]もしくはジアマンタン骨格[10]にアンモニウム塩を2つ取り付けた化合物が、CB7と極めて強く結合することが見いだされている。結合定数はfM~aMレベルにも達するほどで、自然界が生み出した最強の非共有結合性相互作用であるアビジン-ビオチン系を超越する強さである。

ドラッグデリバリーシステムへの応用

毒性の懸念が少ない生体適合型ホスト分子として、ドラッグデリバリーシステムなどにも用いられている[11]。この目的にはホスト内孔の大きさや、溶解性などの観点からCB7もしくはCB8が良く用いられる。

関連文献

  1. Behrend, R.; Meyer, E.; Rusche, F. Liebig Ann. Chem. 1905, 339, 1. doi:10.1002/jlac.19053390102
  2. Freeman, W. A.; Mock, W. L.; Shih, N.-Y. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 7367. DOI: 10.1021/ja00414a070
  3. (a) Kim, J.; Jung, I.-S.; Kim, S.-Y.; Lee, E.; Kang, J.-K.; Sakamoto, S.; Yamaguchi, K.; Kim, K. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 540. DOI: 10.1021/ja993376p (b) Lee, J. W.; Selvapalam, S. N.; Kim, H.-J.; Kim, K. Acc. Chem. Res. 2003, 36, 621. DOI: 10.1021/ar020254k
  4. Miyahara, Y.; Goto, K.; Oka, M.; Inazu, T. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 5019. DOI: 10.1002/anie.200460764
  5. Švec, J.; Nečas, M.; Šindelář, V. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2378. doi:10.1002/anie.201000420
  6. Review: Lagona, J.; Mukhopadhyay, P.; Chakrabarti, S.; Isaacs, L. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 4844. DOI: 10.1002/anie.200460675
  7. Rewiew: Assaf, K. I.; Nau, W. M. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 394. DOI: 10.1039/C4CS00273C
  8. Review: Barrow, S. J.; Kasera, S.; Rowland, M. J.; del Barrio, J.; Scherman, O. A. Chem. Rev. 2015, 115, 12320. DOI: 10.1021/acs.chemrev.5b00341
  9. (a) Jeon, W. S.; Moon,K.; Park,, S. Y.; Chun, H.; Ko, Y. H.; Lee, J. Y.; Lee, E. S.: Samal, S.; Selvapalam, N.; Rekharsky, M. V.; Sindelar, V.; Sobransingh, D.; Inoue, Y.; Kaifer, A. E.; Kim, K. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12984. DOI: 10.1021/ja052912c (b) Rekharsky, M. V.; Mori, T.; Yang, C.; Ko, Y. H.; Selvapalam, N.; Kim, H.; Sobransingh, D.: Kaifer, A. E.; Liu, S.; Isaacs, L.; Chen, W.; Moghaddam, S.; Gilson, M. K.; Kim, K.; Inoue, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 20737. doi:10.1073/pnas.0706407105
  10. Cao, L.; Šekutor, M.; Zavalij, P. Y.; Mlinarić-Majerski, K.; Glaser, R.; Isaacs, L. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 988. DOI: 10.1002/anie.201309635
  11. Review: Yin, H.; Wang, R. Isr. J. Chem. 2017, DOI: 10.1002/ijch.201700092

関連書籍

関連リンク

cosine

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. カーボンナノチューブ /carbon nanotube (CNT…
  2. ITO 酸化インジウム・スズ
  3. モリブドプテリン (molybdopterin)
  4. リコペン / Lycopene
  5. ユーコミン酸 (eucomic acid)
  6. サブフタロシアニン SubPhthalocyanine
  7. プロリン ぷろりん proline
  8. トリメチルアルミニウム trimethylalminum

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. A-ファクター A-factor
  2. 昇華の反対は?
  3. カルボン酸に気をつけろ! グルクロン酸抱合の驚異
  4. アクティブボロン酸~ヘテロ芳香環のクロスカップリングに~
  5. 除虫菊に含まれる生理活性成分の生合成酵素を単離
  6. 2017年ケムステ人気記事ランキング
  7. ReadCubeを使い倒す(1)~論文閲覧プロセスを全て完結させる~
  8. Carl Boschの人生 その4
  9. 英語発表に”慣れる”工夫を―『ハイブリッド型報告会』のススメ
  10. 不斉アリル位アルキル化反応を利用した有機合成

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

非古典的カルボカチオンを手懐ける

キラルなブレンステッド酸触媒による非古典的カルボカチオンのエナンチオ選択的反応が開発された。低分子触…

CEMS Topical Meeting Online 超分子ポリマーの進化形

1月28日に毎年行われている理研の無料シンポジウムが開催されるようです。事前参加登録が必要なので興味…

カルボン酸に気をつけろ! グルクロン酸抱合の驚異

 カルボン酸は、カルボキシ基 (–COOH) を有する有機化合物の一群です。カルボン…

第138回―「不斉反応の速度論研究からホモキラリティの起源に挑む」Donna Blackmond教授

第138回の海外化学者インタビューはドナ・ブラックモンド教授です。2009年12月現在、インペリアル…

Ru触媒で異なるアルキン同士をantiで付加させる

Ru触媒を用いたアルキンのanti選択的ヒドロおよびクロロアルキニル化反応が開発された。本反応は共役…

化学系必見!博物館特集 野辺山天文台編~HC11Nってどんな分子?~

bergです。突然ですが今回から「化学系必見!博物館特集」と銘打って、私が実際に訪れたいちおしの博物…

有機合成化学協会誌2021年1月号:コロナウイルス・脱ニトロ型カップリング・炭素環・ヘテロ環合成法・環状γ-ケトエステル・サキシトキシン

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2021年1月号がオンライン公開されました。あ…

第137回―「リンや硫黄を含む化合物の不斉合成法を開発する」Stuart Warren教授

第137回の海外化学者インタビューはスチュアート・ウォーレン教授です。ケンブリッジ大学化学科に所属し…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP