[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

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
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. カリックスアレーン /calixarene
  2. 【解ければ化学者】オリーブオイルの主成分の素はどれ?【脂肪の素っ…
  3. アスパルテーム /aspartame
  4. ペリプラノン
  5. リピトール /Lipitor (Atorvastatin)
  6. メチルトリメトキシシラン (methyltrimethoxysi…
  7. ボルテゾミブ (bortezomib)
  8. イレッサ /iressa (gefitinib)

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. トコジラミの話 最新の状況まとめ(2023年版)
  2. わずかな末端修飾で粘度が1万倍も変わる高分子
  3. 第25回「ペプチドを化学ツールとして細胞を操りたい」 二木史朗 教授
  4. ネイサン・ネルソン Nathan Nelson
  5. クゥイリン・ディン Kui-Ling Ding
  6. ChemDraw for iPadを先取りレビュー!
  7. 第12回 DNAから人工ナノ構造体を作るーNed Seeman教授
  8. in-situ放射光X線小角散実験から明らかにする牛乳のナノサイエンス
  9. 化学オリンピックを通して考える日本の理科教育
  10. 第35回 生物への応用を志向した新しいナノマテリアル合成― Mark Green教授

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2017年11月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

注目情報

最新記事

【26卒】太陽HD研究開発 1day仕事体験

太陽HDでの研究開発職を体感してみませんか?私たちの研究活動についてより近くで体験していただく場…

カルベン転移反応 ~フラスコ内での反応を生体内へ~

有機化学を履修したことのある方は、ほとんど全員と言っても過言でもないほどカルベンについて教科書で習っ…

ナノ学会 第22回大会 付設展示会ケムステキャンペーン

ナノ学会の第22回大会が東北大学青葉山新キャンパスにて開催されます。協賛団体であるACS(ア…

【酵素模倣】酸素ガスを用いた MOF 内での高スピン鉄(IV)オキソの発生

Long らは酸素分子を酸化剤に用いて酵素を模倣した反応活性種を金属-有機構造体中に発生させ、C-H…

【書評】奇跡の薬 16 の物語 ペニシリンからリアップ、バイアグラ、新型コロナワクチンまで

ペニシリンはたまたま混入したアオカビから発見された──だけではない.薬の…

MEDCHEM NEWS 33-2 号「2022年度医薬化学部会賞」

日本薬学会 医薬化学部会の部会誌 MEDCHEM NEWS より、新たにオープン…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける分子生成の基礎と応用

開催日:2024/05/22 申込みはこちら■開催概要「分子生成」という技術は様々な問題…

AlphaFold3の登場!!再びブレイクスルーとなりうるのか~実際にβ版を使用してみた~

2021年にタンパク質の立体構造予測ツールであるAlphaFold2 (AF2) が登場し、様々な分…

【5月開催】 【第二期 マツモトファインケミカル技術セミナー開催】 有機金属化合物 オルガチックスによる「密着性向上効果の発現(プライマー)」

■セミナー概要当社ではチタン、ジルコニウム、アルミニウム、ケイ素等の有機金属化合物を“オルガチッ…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける回帰手法の基礎

開催日:2024/05/15 申込みはこちら■開催概要マテリアルズ・インフォマティクスを…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP