[スポンサーリンク]

ホスト分子

ククルビットウリル Cucurbituril

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

The following two tabs change content below.
cosine

cosine

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. ミノキシジル /Minoxidil
  2. カスガマイシン (kasugamycin)
  3. オキサリプラチン /oxaliplatin
  4. グルコース (glucose)
  5. ファイトスルフォカイン (phytosulfokine)
  6. 二フッ化酸素 (oxygen difluoride)
  7. ヘキサン (hexane)
  8. リピトール /Lipitor (Atorvastatin)

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. ウルフ賞化学部門―受賞者一覧
  2. Nature Chemistryデビュー間近!
  3. 化学のあるある誤変換
  4. 表裏二面性をもつ「ヤヌス型分子」の合成
  5. 位相情報を含んだ波動関数の可視化に成功
  6. さよならGoogleリーダー!そして次へ…
  7. タミフルの効果
  8. 中外製薬が工場を集約へ 宇都宮など2カ所に
  9. Bayer Material Scienceの分離独立が語るもの
  10. 化学産業を担う人々のための実践的研究開発と企業戦略

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

Baird芳香族性、初のエネルギー論

第126回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院工学系研究科(相田卓三教授) 博士後期課程1年の…

N末端選択的タンパク質修飾反応 N-Terminus Selective Protein Modification

N末端はタンパク鎖の中で1箇所しか存在しないため、これを標的とする修飾反応は必然的に高い位置・化学選…

デヒドロアラニン選択的タンパク質修飾反応 Dha-Selective Protein Modification

デヒドロアラニン(dehydroalanine, Dha)はセリンもしくはシステインから誘導される特…

DNAを切らずにゲノム編集-一塩基変換法の開発

ゲノム編集といえば、今流行りのCRISPR/Cas9を思い浮かべる方が多いと思います。CRISPR/…

文献管理ソフトを徹底比較!

今や、科学者向けの文献管理ソフトはよりどりみどりだ。その中から代表的な8つを検討した。タイト…

君はPHOZONを知っているか?

唐突ですがスマホでゲームやりますか?筆者はファミコン世代ということもあり、様々なゲームをやってき…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP