液晶性生体分子複合体の構造解析

液晶生物分子复合物的结构分析

基本信息

批准号：
01F00275
负责人：
加藤隆史
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00275/
关键词：
超分子液晶自己組織化水素結合 X線結晶構造解析分子集合体

项目摘要

2,6-ジアミノピリジン誘導体(nAPy)は、安息香酸誘導体などと複合化することにより二重水素結合を形成し、さまざまな液晶相の発現をはじめとした自己組織化構造の形成が見られる。それゆえ、新しい分子材料の創製に有効なパーツであると言えるが、これらの系に関して、結晶学的な見地からの研究はなされていない。そこで、水素結合パターンや分子のパッキングに関する情報を得ることで、nAPyの分子認識プロセスに関する知見を明らかにすることを目指し、nAPyとその複合体のX線結晶構造解析を行った。nAPyの結晶は、n=1〜4では単斜晶系であり、n=5では斜方晶系であった。また、2APyの結晶には、水和物の形になっているもの(2APy・2H2O)と無水物の2種類が存在した。無水物の結晶では、アミド基のN-H, C=O間の分子間水素結合が形成されているのに対し、水和物では、2APyのアミド基と水分子の間の水素結合も同時に形成されていることがわかった。このことから、nAPyでは、アミド基間の水素結合を崩すことで、他の水素結合性分子をゲストとして取り込むことができると考えられる。3APyについては、アミド基間の水素結合だけでなくピリジン環の窒素原子とアミドのN-Hの間の相互作用も同時に見られた。nAPyのアルキル鎖長が変化すると、柔軟なアルキル鎖の運動により、アルキル鎖のパッキング様式が異なってくる。このアルキル鎖のパッキング様式の変化が、剛直なピリジン環のパッキング様式、あるいは、アミド基のN-H, C=O間の分子間相互作用に影響を与えていると考えられる。現在、複合体形成におけるアミド基およびアルキル鎖長の効果を調べるためnAPyと2-ホルミルアミノピリジンとの複合体の作製を試みている。得られた結晶はいずれも薄くて弱いものであり、X線結晶構造解析に適したものはこれまでのところ得られていないが、偏光顕微鏡観察により、それぞれの化合物単独の結晶とは異なる結晶形態を示していることがわかったので、複合体は形成されていると考えている。

2,6-二氨基吡啶衍生物（nAPy）与苯甲酸衍生物等络合时形成双氢键，并观察到自组织结构的形成，包括各种液晶相的表达。因此，它们可以说是创造新分子材料的有效部分，但尚未从晶体学角度对这些系统进行研究。因此，我们对nAPy及其配合物进行了X射线晶体结构分析，旨在通过获得氢键模式和分子堆积信息来阐明nAPy分子识别过程的知识。 nAPy的晶体对于n=1至4为单斜晶系，对于n=5为斜方晶系。此外，2APy晶体有水合体(2APy·2H2O)和无水体两种。在酸酐晶体中，酰胺基的N-H和C=O之间形成分子间氢键，而在水合物中，2APy的酰胺基和水分子之间同时形成氢键。这表明 nAPy 可以通过破坏酰胺基团之间的氢键来结合其他氢键分子作为客体。对于3APy，不仅观察到酰胺基团之间的氢键，还同时观察到吡啶环的氮原子与酰胺的N-H之间的相互作用。当nAPy的烷基链长度发生变化时，由于烷基链的灵活运动，烷基链的堆积方式发生变化。据认为，烷基链堆积模式的这种变化影响刚性吡啶环的堆积模式或酰胺基团的N-H和C=O之间的分子间相互作用。目前，我们正在尝试构建nAPy和2-甲酰氨基吡啶之间的复合物，以研究酰胺基团和烷基链长度对复合物形成的影响。所获得的晶体均薄且脆弱，迄今为止还没有获得适合X射线晶体结构分析的晶体，但使用偏光显微镜观察显示出与每种化合物单独的晶体形态不同的晶体形态。已形成。