自己会合 によ り誘導 され る不斉識別 法 とその展 開
原
昭 二*・ 土 橋
朗*・
土 橋 保 夫*
Molecular
Design of Chiral Recognition
Systems
Based on Self Association-Induced
Non-Equivalence
Shoji HARA*, Akira DOBASHI* and Yasuo DOBASHI*
In consideration of the flat-sheet structure known as a secondary structure of peptides and proteins, the self
association of N-acyl a -amino acid derivatives may reasonably be expected to occur in non-aqueous media. To
confirm the structure of dynamically formed molecular complexes, spectral studies of N-acetylvaline tert-butyl
ester (1) in a carbon tetrachloride solution were carried out. A split of the amide NH resonance into two 1H
nmr signals for the D and L enantiomers, termed self-induced non-equivalence, was observed when the solute
was enantiomerically enriched in the solution. A concentration study of 1H and 13C-NMR showed the
di-astereomeric dimers, whose associative interactions are bidentate NH--O = C (ester) hydrogen bonds, to be in
the enantiomeric solutions.
Ir spectra confirmed the stability difference between the diastereomeric dimers by an
external comparison of optically pure and racemic samples in the carbon tetrachloride solution.
The association stereoselectivity of solute 1 was applied to the design of chromatographic phase systems.
When racemic solute 1 is injected into a non-chiral silica gel column using mobile phase solvent containing
chir-al solute 1 as an additive component, the racemate should interact with chirchir-al solute 1 added to the mobile
phase solvent, while passing through the column, to form transient diastereomeric dimers as observed in
solu-tion, and be separated. Self association-induced resolution was confirmed experimentally using radiolabelled
so-lute 1 and the radioactivity detection.
Attempts were made to widen the scope of application involved in the hydrogen-bond association mode to
chiral recognition through the development of other resolving agents. N-Acetylvaline tert-butylamide was found
to separate the homologues
of N-acyl a -amino acid esters. Tartaric esters and amides were found capable of
separating a variety of enantiomeric compounds in non-aqueous media.
1. は じ め に 一 対 の対 掌 体 は旋 光 度 の符 号 が 異 な る こ と を除 け ば, そ の 物 理 的性 質 は全 く同一 で あ り,こ れ を識 別 す るた め 不 斉 の 環 境 が必 要 で あ る.例 え ば, キ ラ ル な物 質(識 別 剤) を用 い,試 料 の対 掌体 との ジ ア ス テ レ オマ ー 錯 体 形 成 に よ り識 別 す る こ とが で き る.こ の錯 体 形 成 に おい て は構 造 的 相 補 性 の 高 い 会 合 が 追 求 され,例 え ば三 点 が 同 時 に 接 触 す る会 合1)は,も っ と も有 力 なモ デ ル と考 え られ て きた. 一 方我 々 は, ペ プ チ ド,た ん ぱ く質 の二 次 構 造 の一 つ と して 知 られ る β-シー ト構 造 に お け る分 子 間 の 会 合 を 模 倣 してN-ア シ ル α-アミ ノ酸 ア ミ ドを不 斉 源 とす る識 別 シ ス テ ム を設 計 し,液 体 クロ マ トグ ラ フ ィー を用 い て N-ア シ ル α-アミ ノ酸 エ ス テ ル を光 学 分 割 して,二 点 接 触 モ デ ル が 有 効 に機 能 す る こ と を 示 した2∼4).こ の シ ス テ ム を含 む ク ロマ トグ ラ フ ィー の 溶 出 挙動 か ら,溶 液 中 で のhead-to-tailの 錯 体 形 成 が 示 唆 され た.こ れ を一 *
東京薬科大学(
)
* Tokyo College of Pharmacy ()
(71 )
自己 会 合 に よ り誘 導 され る不 斉 識 別 法 とそ の 展 開 859 般 式 に書 き換 え た二 点 の 会合 モ デ ル(図1)に お い て,X, Yが そ れ ぞ れ 受 容,供 与 性 の官 能 基 で あ れ ば,試 料 と識 別 剤 は 同一 の 対 掌 体 対 で あ っ て も よ く,ジ ア ス テ レ オ マ ー錯 体 と して,ホ モ ニ 量 体(図1a)と ヘ テ ロニ 量 体(図 1b)が 形 成 され る.こ の よ うな 自 己会 合 に基 づ くジ ア ス テ レ オマ ー錯 体 化 に注 目 し,N一 ア シル α一ア ミ ノ酸 エ ス テ ル を用 い て,溶 液 中 の会 合 現 象 を追 跡 した.ま た この よ う なジ ア ス テ レオ マ ー錯 体 化 に よ って 誘 導 され る不 斉 識 別 シ ス テ ム を設 計 した. (a) (b) 2. 自 己 会 合 に よ り 誘 導 さ れ る 磁 気 的 非 等 価 性 一 般 に対 掌 体 の混 合 物 を キ ラ ル な溶 媒 に溶 か す と,両 対 掌 体 は ジ ア ス テ レオ マ ー に相 当 す る溶 質 一溶 媒 会 合 体 を形 成 す る.対 掌 体 の非 等 量 混 合 物 の場 合,非 キ ラル な 溶 媒 中 に お い て 溶 質 一溶 質相 互作 用 が 無 視 で きな い場 合 に は,よ り多量 の対 掌 体 が キ ラ ル な溶 媒 と して 機 能 す る こ とに な る.こ の と き対 掌 体S1,Sdの 混 合 物 に お け る 二 量 体 の会 合 平衡 は つ ぎの式 で表 わ さ れ る. S1 ＋ S1 = SISl S1 ＋ Sd = SISd Sd ＋ Sd = SdSd こ の 式 でSIS1お よ びSdSdは ホ モ キ ラ ル な 二 量 体, 一 方 SISdは ヘ テ ロ キ ラ ル な 二 量 体 で あ り,S1が 過 剰 で あ る と き,S1はSdよ りS１ と 優 先 的 に 会 合 す る.こ れ ら の 会 合-解 離 が 溶 液 中 に お い て 速 や か な 平 衡 に あ り, ホ モ キ ラ ル な 会 合 体 と ヘ テ ロ キ ラ ル な 会 合 体 を構 成 す る 各 原 子 が 磁 気 的 に 非 等 価 で あ れ ば,そ のNMRに お い て, そ れ ぞ れ の 対 掌 体 に 対 応 す る 二 つ の シ グ ナ ル を 与 え る と予 測 さ れ る.一 つ はS1,S1Sd,S1S1に 由 来 す る シ グ ナ ル の 加 重 平 均 に 対 応 し,他 はSd,SISdとSdSdの 平 均 に 相 当 す る.そ こで ケ ミカル シフ トの非 等 価 性 は二 つ の対 掌 体 の比 が大 き くな る程 強 め られ る.逆 に 溶質 対 掌 体 の比 が小 さ く(い わ ゆ る"光 学 純 度"が 低 く)な る と,溶 質 の 非 等価 の シ グ ナ ル は互 い に重 な る まで接 近 す る こ とに な る. 我 々 は図1に 示 す 二 点 接 触 モ デ ル に お け る 自己 会 合 平 衡 を証 明 す る た め,ア ルキ ル ア ミノ酸 の 一 つ で あ るバ リ ン のN一 ア セ チ ル ーtert一ブ チ ル エ ス テ ル誘 導体(1)(図 2)を 調 製 し,溶 媒 中 にお け る会 合 挙 動 を観 察 した. こ の 化 合 物 で は ア ミ ドのNHが 電 子 受 容,エ ス テ ル お よび ア ミ ドカ ル ボ ニ ル基 が供 与 性 の官 能 基 と して機 能 す る こ と が 期 待 され る. tert一ブ チ ル基 は か さ 高 く,溶 質 分 子 を互 い に逆 向 きに配 向 させ,受 容 基 と供 与 基 と を接 近 さ せ る の に役 立 つ で あ ろ う. こ の溶 質 を用 い て 非 極 性 溶 媒 中 に お け るNMRを 測 定 す る と,明 ら か に非 等 価 性 が 観 察 さ れ た5).即 ち 四 塩 化 炭 素 中0.1M溶 液 の 一20℃ のNMRに お い て,NHプ ロ トン は二 つ の 二 重 線 を与 え た.9:1のLお よ びD対 掌 体 の 混 合 物 の200MHzに お け るス ペ ク トル を図3に 示 す.二 つ の ピー ク の面 積 比 は9:1で あ っ た.こ れ らの シ グ ナ ル は各対 掌体 に対 応 し,い ず れ も純 粋 のL対 掌 体 の 示 す化 学 シ フ トよ り も高 磁 場 にシ フ トす る.そ の シ フ トは ラセ ミ体 で最 大 とな る.ま た対 掌体 の二 つ の分 裂 し た シ グ ナ ル の化 学 シ フ トの差(△ δ)は,溶 液 の光 学 純 度 が 低 下 す る ほ ど小 さ くな り, ラセ ミ体 で 消失 す る. この化 学 シ フ トの非 等 価 性(△ δ)は低 温 に お い て顕 著 で あ るが,室 温 に お い て も認 め られ た.テ トラ メ チ ル シ ラ ン を 内部 標 準 と して,200MHzのNMRス ペ ク トル に お け る ア ミ ドプ ロ ト ンの 化 学 シ フ トの 非 等 価 性 を表1 に示 す.こ の 表 でCは 両 対 掌 体 の 重 量 比 で あ り,対 掌 体 の 比 を 逆 転(例 え ば0.9に 対 し て0.1,0.7に 対 して 0.3)さ せ て も同 一 の ス ペ ク トル が 得 られ る こ とは云 う ま で も ない.た だ しこ の場 合 二 つ の シ グナ ル の帰 属 は 当然 逆 転 す る.δDと δLは,純L対 掌 体(C=1.0)の 化 学 シ フ ト(ホモ シ フ ト)を基 準 とす る,非 等 量 混 合 物 中 のDお よ びL対 掌体 の シ フ トを表 わす.い ず れ も高磁 場 へ の移Fig. 14) Diastereomeric
associated structures
whose
hydrogen bonds are formed between functions
X and Y. Even though the side-chains R1 and
R2, connected to asymmetric carbons, are
elec-trostatically neutral and no interaction- is
pre-sent between the two substituents, the
struc-tures (a) and (b) are in a diastereomeric
rela-tionship. These types of associations can also
generate enantioselectivity by which optical
re-solution of enantiomers can be achieved.
Fig. 2 Molecular structure of N-acetyl-L-valine
tert-butyl ester (1).
動 で,△ δは δD一 δLで あ る 。C=0.9,0.7お よ び0.5(ラ セ ミ体)に つ い て,-200,0。,20℃ に お け る δD,δL, △ δの 値 を 表 に 示 し た. 3. 動 的 会 合 構 造 の 解 明 3.1. NMRス ペ ク トル 前 節 で 見 出 した会 合 形 成 にお け る動 的 な構 造 を 明 らか にす る ため,四 塩化 炭 素 溶 液 中 に お け る プ ロ トン,炭 素13核 のNMRス ペ ク トル を測 定 し,ま た化 学 シ フ トの濃 度 依 存 性 につ い て検 討 し た. 溶 液 の 濃 度 を0.1Mか ら0.01Mに 希 釈 す る と,ア ミ ドNHの シ グナ ル は高 磁 場 に シ フ ト し,ま た ア ミ ドお よ びエ ス テ ル の カ ル ボ ニ ル炭 素 に も類 似 の 濃 度 依存 性 が認 め られ,NH…0=C(ア ミ ド)とNH…0=C(エ ス テ ル)の 二 組 の分 子 間 水 素 結 合 が 示 唆 され た 。 溶 質1の ラ セ ミ体 もL対 掌 体 と同様 の濃 度依 存 性 を示 したが,ア ミ ドプ ロ トン に お い て見 出 され た ラ セ ミ体 とL対 掌 体 と の 化 学 シ フ トの 違 い は,カ ル ボ ニ ル基 に お い て はエ ス テ ル カ ル ボ ニ ル基 の13C核 に の み 認 め られ た 。 した が って, 分 子 間 水 素結 合 の うち ジ ア ス テ レオマ ー 錯 体 の 形 成 に寄 与 す るの はNH…0=C(エ ス テ ル)の 相 互 作 用 で あ り,図 4に 示 す よ うに 自 己相 補 性 に よっ て会 合 した 二 つ の ジ ァ ス テ レオ マ ー 二量 体 が推 定 さ れた. 対 掌 体 混 合 物 の 与 え る ア ミ ドNHシ グナ ル の化 学 シ フ トか ら純L対 掌体 溶 液 の 示 す 化 学 シ フ トを差 し引 き,こ の 差(δ)をL対 掌 体 の 相 対 的 な含 有 量(C)に 対 して プ ロ ッ トす る場 合,溶 液 中の ジ アス テ レオ マ ー錯 体 の形 成 が 完 全 に統 計 的 に調 節 され る な らば,直 線 関係 を与 え る こ とが 知 ら れ て い る6)。20℃ に お い て は,δ 一Cは 直 線 的 で,会 合 の 立 体 選 択 性 をNMRに お い て 見 出 す こ とは 困 難 で あ っ た。しか し温 度 を下 げ る と この 直線 性 は崩 壊 し, 曲線 を描 い た。 この よ うな 挙動 は ジ ア ス テ レオマ ー錯 体 の熱 力 学 的 安 定性 に 差 が あ り,錯 体 化 が立 体 選 択 性 を持 つ こ と を示 唆 す る. 以 上 の 化 学 シフ トの非 等 価 性 は溶 媒 を ク ロ ロ ホル ム に 変 え る と き,20℃(0.1M)に お い て は 観 測 で きな い 。 し か し温 度 を下 げ る こ と に よ っ て ア ミ ドNHの シ グナ ル は 再 び分 裂 し,-20℃ で は 四 塩 化 炭 素 溶 液 で 観 測 さ れ る よ りも大 きな化 学 シ フ トの差 を与 え た. 3.2. IRス ペ ク トル 自己 会 合 構 造 お よ び そ の 立 体 選 択 性 を証 明 す る た め,さ ら にIRス ペ ク トル に よ る 測 定 を行 った 。 溶 質1のL対 掌 体 の 四 塩化 炭 素 溶 液 を用 い る と き,0.006M以 上 の 濃 度 域 で ア ミ ドNHに 帰 属 さ れ る二 つ の吸 収(3440cm-1お よ び3360cm-1)が 認 め ら れ た 。3360cm-1の 吸 収 は,会 合NH伸 縮 振 動 に帰 属 さ れ,ア ミ ドNH基 が分 子 間 で水 素 結 合 を形 成 す る こ とが 明 らか とな っ た。 また 会 合 吸 収 は試 料 の濃 度 に よ らず 一 定 の波 数 を示 す こ とか ら,環 状 会 合 体 の形 成 を示 唆 して い る。 こ の会 合NH吸 収 帯 の吸 光 度 は濃 度 の上 昇 と と も
Fig. 35) 1H NMR spectrum of the amide NH group in
the 1 : 9 mixture of D- and L-1(0.1M solution
in CC14) at -20°C. The low-field•@ doublet(3JHH
= 8 .54 Hz, 8 6.725) and the small high-field
doublet (3lim=8.30 Hz,8 6.566) were assigned
to the L and D enantiomers, respectively, on the
basis of an observed intensity ratio of 9 : 1.
(73)
自己 会合 に よ り誘 導 され る不 斉 識 別 法 とそ の展 開 861 (a) (b) に増 加 し,ま たL対 掌 体 の溶 液 は ラセ ミ体 の 溶 液 よ り強 い会 合 吸 収 を与 え た.こ の 結 果 は,L対 掌 体 溶 液 中 の 自 己 会 合 平 衡 は ラセ ミ体 の 溶液 中 に お け る よ り も会 合 側 に シ フ ト して い る こ と,す な わ ち ホ モ キ ラ ル な会 合 体 は, ラ セ ミ体 の 溶 液 中 に含 まれ るヘ テ ロ キ ラ ル な会 合 種 よ り も安 定 で あ る こ と を示 して い る.一 方 ク ロ ロ ホ ル ム溶 液 で は,L対 掌 体 の 会 合NH吸 収 は0.02Mま で現 わ れ ず, クロ ロ ホ ル ム分 子 が 溶 質 の 自己 会 合 と競 争 し,溶 質 は 四 塩 化 炭 素溶 液 中 に お け る よ り も解 離 して い る こ とが 示 唆 され た. 以 上 述 べ たN一 ア セ チ ル バ リ ン一tert一ブチ ル エ ス テ ル (1)にお い て は,図1に 示 す 会 合 の 形 成 を期 待 し,0一 ア ル キ ル 基 と して か さ高 いtert一ブ チ ル 基 が 導 入 され た. も しこ れ を よ り小 さい エ チ ル基 に 変 え た場 合 に は ど うな る で あ ろ う か.そ の差 異 に注 目 し,エ チ ル エ ス テ ル(2)を 調 製 してNMRお よ びIRス ペ ク トル の 測 定 を行 っ た. 溶 質2のNHプ ロ トン に お け る 非 等 価 性 は 一20℃ に お い て も小 さ く,1:9の 比 率 の0.1M溶 液 に お い て ケ ミ カ ル シ フ トの 差 は0.078ppm(溶 質1で は0.159ppm)に 過 ぎな い こ とが 判 明 した.ま た 溶 質2の 四 塩 化 炭 素 溶 液 のIRで は,ア ミ ドNHに 基 づ く伸 縮 振 動 領 域 に, 1 に お い て非 会 合 体 お よび環 状 会 合 体 に帰 属 さ れ た吸 収 の ほ か に第 三 の 吸 収 を示 した.こ の吸 収 は濃 度 の上 昇 に よ り低 波 数側 に シ フ ト し,会 合 平衡 混合 物 中 に鎖 状 オ リゴ マ ー が 存 在 す る こ と を 示 唆 した.こ の よ うに,溶 質1 と2の 自己 会 合 平 衡 に は差 異 が 認 め られ, O一 ア ル キ ル 基 の か さ高 さに 由来 す る もの と解 釈 され た. この よ う な対 掌 体 混 合 物 に お け る非 等 価 性 をNMRに よ って 観 測 した例 と して は,す で にキ ニ ー ネ の 重 クロ ロ ホ ル ム 溶 液,ジ ア ミ ドの 四塩 化 炭 素 溶 液 な どが 知 られ て お り7∼10),我 々 の 研 究例 は最 初 の もの で は な い.し か しなが ら,我 々 は この分 子 の二 量 体 の形 成 と,自 己 会 合 平 衡 に よ って 誘 導 され る非等 価 性 を確 認 し,更 に溶 液 中 に お け る ジ アス テ レ オマ ー 会合 体 の安 定 性 の差 異 を明 ら か に した.本 研 究 は非 水 溶 媒 中 に お い て 自 己会 合 に もと づ く動 的構 造 を明 らか に し,熱 力 学 的安 定 性 の差 を確 認 した最 初 の例 で あ り,今 後 の 展 開 が期 待 で きる. 4. 自 己 会 合 に よ っ て 誘 起 さ れ る 光 学 分 割 以 上 の研 究 に よ っ て,溶 質1の 対 掌 体 の 溶 液 中 に 自 己 会 合 に よる動 的二 量 体 が形 成 され,ホ モ 会 合体 は ヘ テ ロ会 合 体 よ り安 定 で あ る こ とが 確 認 され た.そ こで我 々 は液 体 ク ロマ トグ ラ フ ィー ・シ ス テ ム に この 会 合 系 を組 み 込 み,直 接 光 学分 割 シ ス テ ム の構 築 を試 み た. 即 ち非 キ ラル な 充填 物 を填 め た カ ラ ム に,純 粋 の 対 掌 体 を添 加 剤(chiral additive, CA)と して含 む 溶 液 を流 し, こ れ に ラセ ミ体 の 試料 を注入 す る.溶 液 中で は可 逆 的 に 会 合 体 が 形 成 され,溶 質対 掌 体 は カ ラ ム を移 動 す る際 に 充 填 剤 と相 互 作 用 す る こ とに な る. こ の と き吸 着 剤 との 吸 着 お よび脱 着 をお こ し,不 安 定 な 会 合 体(溶 質1に お い て は ヘ テ ロニ 量 体)を 形 成 す る 溶 質 は,そ の平 衡 が 非 会 合体 側 に シ フ トす る の で強 く吸 着 され,一 方 よ り安 定 な会 合 体(ホ モニ 量 体)を 形 成 す る 溶 質 は カ ラ ム 中 を よ り速 く移 動 す る と予 想 され る.こ の 考 え方 を図5に 示 す. ク ロ マ トグ ラ フ ィ ーの カ ラム 理 論 に よれ ば,吸 脱 着 平 衡 の成 立 す る"理 論 段"の 数 に よ って カ ラム の効 率 を評 価 す る こ とが で き,カ ラ ム は一 定 の 長 さ にお い て よ り高 い 理 論段 数 を もつ こ とが 好 ま しい.カ ラム を多段 に 区分 す る た め,粒 径 の 小 さ い 充 填 剤(粒 径3-10μ)と こ れ を ち密 に充填 す る ス ラ リー法 が 開 発 され,カ ラム効 率 は 最 近 十 年 間 に大 きな進 歩 を遂 げ た.こ の カ ラム技 術 こそ が"高 性 能 液 体 ク ロ マ トグ ラ フ ィー"("High Perform-ance Liquid Chromatography",HPLC一 高 圧 送 液 系,検 出 系 な ど を含 む シ ス テ ム の 呼称.古 典 的 な方 法 で あ る重 力 流 下 法 と較 べ て 高 速化 され た こ とか ら,我 が 国 で は"高 速 液 体 ク ロマ トグ ラ フ ィー"と 呼 ば れ る こ とが 多 い)の 核 心 を なす 部 分 で あ り,数 千 な い し一 万 理 論 段 が 日常 的Fig. 414) Diastereomeric dimers interlinked via
biden-tate NH ...0 = C(ester) hydrogen bonds,
pro-posed to account for the self-induced NMR
nonequivalence of the enantiomeric carbon
tetrachloride solution of the chiral
N-acetyl-valine tent-butyl ester. The homochiral(L-L)
dimer (a) is more stable than the heterochiral
dimer (b).
に利 用 で きる よ う に な った. そ こで 高 効 率 の非 キ ラル な シ リカ ゲ ル カ ラ ム を用 い る 液 体 ク ロ マ トグ ラ フ ィー に お い て,溶 離 液 に 溶 質1のL 対 掌 体 をキ ラル な 添 加剤(CA1)と して 加 え,溶 質1の ラ セ ミ体 の 光 学 分割 を試 み た.こ の場 合 溶 離 す る試料 は添 加 剤 と同 一 で あ る か ら,何 らか の標 識 が 必 要 で あ る.本 研 究 で は14Cで 標 識 した 溶 質1を 合 成 し,溶 離 液 の放 射 活性 を測 定 した. 溶 離 液 と して は錯 体 形 成 と競 合 しな い極 性 の低 い溶 媒 を用 い る こ とが 必 要 と な り,n一 ヘ キ サ ン とク ロ ロ ホ ル ム の 混 合 物 を選 択 し た.ク ロ ロ ホ ル ム は溶 質1に 対 し て大 きな溶 解 力 を も ち,ま た そ の濃 度 を変 え る こ と に よ っ て保 持 を コ ン トロ ー ル す る こ とが で きる.こ こで は溶 質1のL対 掌 体 を0.1M含 む10%ク ロ ロ ホ ル ム-n-ヘ キ サ ン に溶 解 した.こ の 溶 媒 を用 い る溶 質1の 溶 液 に つ い て も上 述 した と同 様 にIRを 測 定 し,会 合形成 と会 合 の優 先 性 を確 認 し た.こ の シ ス テ ム で 溶 質1の ラ セ ミ体 は分 割 され,二 つ の ピー ク は ほ ぼ等 しい 放 射 活性 を 与 え た.こ の と きホ モ キ ラ ル な会 合 体 を形 成 す るL体 が 先 に溶 出 し,予 想 と一 致 す る こ とが 判 明 した.1℃ に お け る実 験 で 分 離 係 数 α1.37を 与 え,20℃ で は 分 離 係 数 が1.20に 減 少 した(こ こで 分 離係 数 αは二 つ の ピー ク の 保 持 値 〆 の 比,す な わ ち α=k'1/k'2で,保 持 値 と は見 掛 け の 保 持 容 量 γRか らカ ラ ム の死 容 積 γ0を 引 き,γ0 で 割 っ た もの,即 ちk'=(γR-γ0)/yoで 表 わ さ れ,吸 着 係 数 に比 例 す る物 理 定 数)11). 最 近 ニ コ チ ンや キ ラ ル な ジ ア ミ ド誘 導体 の 非等 量 混 合 物 が非 キ ラ ル な カ ラ ム に よ って 分 割 され る こ とが判 明 し た12,13).こ れ らの 例 に お い て も 自己 会 合 平 衡 が 関 与 し て い る と推 定 さ れ るが,会 合 構 造 に 関 す る検 討 や考 察 は 行 わ れ て い な い.今 後 研 究 法 の精 密化 に よ って,多 くの 自 己会 合 の事 例 が 見 出 され,そ れ らの動 的 な会 合 構 造 の 解 明 が期 待 さ れ る. 5. 同 族 体 の 不 斉 識 別 以 上 の よ う に溶 質1は 無 極 性 溶 媒 中 で 二 つ の 水 素 結 合 を介 して 自己 会 合 す る こ と を明 らか に した が,こ の よ うな会 合 は,ア ミノ酸 の α位 の アル キ ル 基 が 異 な っ て も 機 能 す る と予 想 され る.即 ち 溶 質1と そ の 同族 体 と の 間 で も会 合 体 が 形 成 され(そ の 会 合 構 造 を図6に 示 す), 図4と 同様 の錯 体 化 に よ る不 斉 識 別 シ ス テ ム を設 計 し 得 る.そ こでCA1を 添 加 剤 と して 用 い,前 節 と同 様 の 方 法 に よ って 同族 体 の 光学 分 割 を試 み た.試 料 と して 強 いUV吸 収 を もち,検 出 に便 利 な トリ プ トフ ァ ン(Trp), シ ス テ イ ン(Cys),フ ェ ニ ル グ リシ ン(PhGly),フ ェニ ル ア ラ ニ ン(Phe),チ ロ シ ン(Tyr)の 保 護 体 を調 製 した. これ らの ア ミ ノ酸 の 同族 体 は,シ リカゲ ル カ ラ ム,ク ロ ロ ホ ル ム-n-ヘ キ サ ン を溶 離 液 とす る液 体 ク ロマ トグ ラ フ ィー に よ っ て 実 際 に 分 割 さ れ た.保 持 挙 動 を表2 に示 す14). 添 加 剤 と してCA1のL体 を用 い る と き,注 入 され たL 対 掌 体 はD体 よ り先 に溶 出 さ れ る.溶 出 順 序 は 自己 会 合 に よ る もの と同一 で あ り,こ の こ と はホ モ 型 の 会 合 体, す な わ ちL型 のCA1とL型 の 試 料 ア ミノ酸 誘 導 体 との 会 合 体 が ヘ テ ロ型 の 会 合 体,即 ちL型 のCA1とD型 の 試料 との 会合 体 よ り安 定 で あ る こ と を示 唆 して い る. 以 上 の考 察 は,液 体 ク ロマ トグ ラ フ ィー の 移動 相 溶媒 中 にお け る会 合 形 成 と,そ の安 定 性 を基 礎 とす る もの で あ る.も しCA1が 充 填 剤 に 固 定 さ れ,キ ラル な 固定 相 と して機 能 す る こ とに な れ ば,当 然 試 料 の 溶 離 の順 序 は 逆転 す る に違 い な い.ま た その よ う な実 験 結 果 が得 られ れ ば,こ れ まで の推 論 の妥 当 性 が 支 持 され た こ とに な る. そ こでCA1を 充 填 剤 に固 定 す る こ と を試 み た.CA1 の 調 製 の 過 程 に お け るN一 アセ チ ル化 の代 わ りに ジ カ ル ボ ン酸 の半 ア ミ ド と し,遊 離 した カル ボ キ シ ル基 を用 い て ア ミ ノ プ ロ ピル シ リル 化 シ リ カ ゲ ル に イ オ ン結 合 し た.合 成 経 路 を図7に 示 す14). こ の 化 学 結 合 型 固 定 相ChemicalBondedStationary Phase(CSP1)は60%ジ ク ロ ロ メ タ ン-n-ヘ キ サ ン を溶 離 液 とす る と き,常 温 にお いて は対 掌体 の選 択 性 を示 さ な か っ た が,-27℃ に冷 却 す る こ と に よ っ て,試 料 と して の 溶 質1の ラ セ ミ体 を分 割 す る こ とが で きた(α= Fig. 5 Liquid-solid chromatographic process for
resolu-tion of enantiomers based on the self asso-ciationinduced non-equivalence.
(75 )
自己会 合 に よ り誘 導 され る不 斉 識 別 法 とそ の 展 開 863 1.11,k'D=2.37,k'L=2.63).こ の と き溶 離 の 順 序 は, L体 を結 合 し た固 定 相 で はD対 掌 体 がL体 よ り先 行 し, 前 述 の添 加 剤 と してCA1を 用 い る ク ロマ トグ ラ フ ィ ー 系 と は逆 の順 位 を与 え た.こ の よ うな識 別 剤 の添 加 と固 定 化 に よ る 溶 離 順 序 の 逆 転 は劇 的 と もい え る もの で あ り,こ の 事 実 は上記 の推 論 に よっ て説 明 で きる. 6. ク ロ マ トグ ラ フ ィ ー を 用 い る 光 学 分 割 へ の 展 開 6.1. キ ラ ル な ジ ア ミ ド を識 別 剤 とす る シ ス テ ム 不 斉 識 別 の メ カ ニ ズ ム の解 明 と不 斉 選 択 性 の 増 大 を志 向 して,ク ロ マ トグ ラ フ ィー を用 い る新 しい 光 学 分 割 シス テ ム の 開発 を試 み た.そ の一 つ は キ ラ ル な ジ ア ミ ドで あ る.こ の ジ ァ ミ ドと溶 質1お よ び そ の 同族 体(ア ミ ドエ ス テ ル)と の 推 定 され る会合 体 の構 造 を図8に 示 す. ジ ア ミ ドとア ミ ドエ ス テ ル との シ リカゲ ル に対 す る吸 着 性 を比 較 す る と,ア ミ ド基 を二 つ含 む前 者 の方 が 後 者 よ り強 い と推 定 され,実 際 に2一 プ ロパ ノ ー ル ーn一ヘ キ サ ン を溶 離 液 とす るシ リカ ゲ ル ・ク ロ マ トグ ラ フ ィ ー に お い て その 溶 離 挙 動 か らジ ア ミ ドの方 が よ り強 く吸 着 さ れ る こ とが 確 認 さ れ た.実 験 結 果 を図9に 示 す14). こ の 図 で は保 持 値(k')と 溶離 液 の 組 成 が 両 対 数 で プ ロ ット さ れ,直 線 関 係 が認 め られ る(こ の直 線 的相 関 は吸 着 ク ロマ トグ ラ フ ィー ・シス テ ム に お い て,理 論 的 に も また 実 験 的 に も証 明 さ れて お り,保 持 を調 整 す る た め に極 め て有 用 な関 係 で あ る)15). この ク ロマ トグ ラ フ ィー 系 にお い て は,溶 離 液 に添 加 され た ジ ア ミ ド(CA2)が シ リ カゲ ル に強 く吸着 され る た め,キ ラル な固 定 相 と して機 能 す る可 能 性 が あ る.L型 のCA2を 不 斉 源,ク ロ ロ ホ ル ム-n-ヘ キ サ ン を溶 離 液 とす る シ リカ ゲ ル ・ク ロマ トグ ラ フ ィー にお い て, ラセTable 214) Optical resolution of the enantiomers of racemic N-acetylamino acid tert-butyl
esters with chiral hydrogen bonding additive, N-acetyl-L-valine tert-butyl ester (CA1) on
a silica gel column.
Chromatographic conditions: column, 25 X 0.1 cm
I.D.
; packing, Spherosil XOA-600 (5 du
m) ; mobile phase solvent, chloroform-n-hexane (10 : 90, v/v) , containing 0.1 M of CA1;
flow-rate, 30 pl/min ; column temperature, 20t; detection, UV at 254 nm.
Fig. 6 Molecular association of the chiral N-acetyl-- valine tert-butyl ester (1) and N-acetylamino acid tert-butyl esters via bidentate NH--O = C (ester) hydrogen bonds.
Fig.7 Synthetic scheme of the chiral stationary phases,
ミ体 のN一 ア シ ル α一ア ミノ酸 を注 入 す る と,常 温 に お い て光 学 分 割 さ れ,前 節 に述 べ たCA1に お け る よ り大 き な α値 を与 え た.ま たD一 対 掌 体 はL一 体 よ り先 に溶 出 さ れ た.分 離 デ ー タ を表3に 示 す14). この 分 離 結 果 はつ ぎの よ うな保 持 機 構 に よっ て説 明 で きる.図10に 示 す よ う に,L型 のCA2は 二 つ の ア ミ ド 基 に よ って シ リカ ゲ ル 表 面 に 吸 着 さ れ,こ の と き α一位 の イ ソプ ロ ピル 基 は吸 着 剤 の表 面 を背 に して溶 離 液 中 に 配 向 す る と考 え られ る.L型 の溶 質(ア ミ ドエ ス テ ル)が C5-C5の 会 合 体 を形 成 す る と き,そ の α位 のR基 は 溶 離 液 中 に吸 着 剤 面 を背 に して 配 向 し,そ れ と は逆 向 き と な るD型 の溶 質 よ り立 体 障 害 が 小 さ く,よ り強 く保 持 さ れ る こ と に な る.一 方C5-C7型 の 会 合 に お い て も α位 のR基 は 同 じ方 向 に配 向 さ れ る の で,い ず れ の 会 合 が 優 先 す る にせ よ,二 つ の水 素 結 合 に よ る会合 形 成 に お い て,固 定 相 と して機 能 す るL型 のCA2に よ りL型 の溶 質 がD体 よ り強 く保 持 され る と推 測 さ れ る. つ ぎに前 節 で 述べ たCA1と 同 様 にCA2を シ リカ ゲ ル に化 学 結 合 す る こ とに よ りキ ラル な固 定 相CSP2を 調 製
Fig. 8 Molecular association of the chiral N-acetyl--
valine tert-butylamide
(2) and N-acetylamino
acid tert-butyl esters via bidentate NH--O = C
hydrogen bonds.
Table 314) Optical resolution of the enantiomers of racemic N-acetylamino acid tert-butyl
esters with chiral hydrogen bonding additive, N-acetyl-L-valine tert-butylamide (CA2) on
a silica gel column.
Chromatographic conditions: column, 25 X 0.4cm I.D.; packing, LiChrosorb Si 60 (5 pm);
mobile phase solvent, chloroform-n-hexane
(40 : 60, v/v) , containing
15mM of
CA2, N-acetyl L-valine-tert-butylamide; flow-rate, lml/min; column temperature, 20t;
de-tection, UV at 265 nm.
Fig. 914) Plot of the logarithm of the capacity factor (k')
versus logarithm of the concentration of
2-propanol in n-hexane. •œ, Chiral
hyd-rogen-bonding additive (CA),
N-acetyl-L-valine tert-butylamide (2); 0 , CA
, N-
acet-yl-L-valine tert-butyl ester (1); •£,
N-acetyl-L-phenylalanine tert-butyl ester, as a typical
solute to be resolved. The k' value of CA2
could not be determined when
2-propanol-n-hexane (1:99, v/v) was used, as the solute was
(77)
自己 会合 に よ り誘 導 さ れ る不 斉 識 別 法 とそ の 展 開 865 した.そ の 合 成 法 はCSP1の 場 合 と同様 で あ り,合 成 経 路 を 図7に 示 す14).CSP2を 充 填 し た カ ラム を調 製 し, 溶 離 液 と して2一 プ ロパ ノ ー ル ーn一ヘ キサ ン を用 い て ラ セ ミ体 のN一 ア シル α一ア ミノ酸 を注 入 す る と,常 温 にお い て 各 対 掌 体 に 分 割 さ れ た.保 持 デ ー タ を 表4に 示 す14).こ の と き溶 離 順 序 を含 む 保 持 挙 動 はCA2を 添 加 剤 と して用 い た分 離 シ ステ ム と同 様 で あ り,し た が って CA2が シ リ カ ゲ ル 表 面 に 捕 捉 さ れ,固 定 相 と して 機 能 す る とい う考 え方 が 支 持 さ れ る. キ ラ ル な ジ ア ミ ド(CA2)を 用 い るク ロ マ トグ ラ フ ィー ・シ ス テ ム は α一ア ミノ酸 対 掌 体 の 系 統 的 分析 法 に展 開さ れ た.即 ち溶 質 の 検 出 感 度 を増 大 す るた め ア シ ル基 に発 色 団 を導 入 し,試 料 の ア ミノ酸 を ρ一ニ トロベ ン ゾ イ ル 化,更 に イ ソ プ ロ ピ ル エ ス テ ル に 誘 導 した16).こ の誘 導 体 はCA2を 不 斉 源 とす る シ リ カ ゲ ル 液体 ク ロマ トグ ラ フ ィー に よ って 分 割 され,前 節 で述 べ たN一 ア セ チ ル 体 のtert一ブ チ ル エ ス テ ル を 溶 質 とす る分 離 シ ス テ ム と 同様 の不 斉 選 択 性 を示 す こ とか ら,同 じ型式 の ジ ア ス テ レオ マ ー会 合 体 が 形 成 され る もの と推 定 され る.こ の方 法 で は非 キ ラ ル な シ リカゲ ル カ ラム を用 い,試 料 の誘 導 体 化 は one pot で 行 わ れ る の で 単 純 で あ り,ま たUV検 出 器 に よ る感 度 は10pmolに 達 す る.こ こ に実 用 性 の 高 い 高 感 度 の 分 析 シ ス テ ム が 構 築 され た.数 種 の α一ア ミ ノ酸誘 導 体 を 同時 に分 離 した実 験 結 果 を図11に 示 す. 6.2. 酒 石 酸 誘 導 体 を用 い る識 別 シ ス テ ム 以 上 の よ うに二 点 の接 触 に よ る会 合 モ デ ル を基礎 と して, 会 合 の た め 必 要 なfunctionalityを 含 む分 子 を設 計 し,水 素 結 合 に よる分 子 会 合 に よ って 誘 導 され る不 斉 選 択性 を見 出 す こ とが で きた.こ の会 合 モ デ ル を他 の キ ラル な分 子 種 に も適 用 し,立 体 選 択 性 を もつ 新 しい 不 斉 源 を見 出 し 得 る と考 え られ る.ま た 自己 会 合 が 考 え られ る分 子 は, そ れ 自身 以 外 に も会 合 に必 要 なfunctionalityを もつ 類縁 体 を識 別 し得 る と考 え ら れ,数 種 の 自己 会 合 が 可 能 な functionalityを備 え た分 子 は,適 用 範 囲 の広 い識 別剤 と して機 能 す る こ とが期 待 さ れ る.我 々 は この よ う な観 点 か ら酒石 酸 エ ス テ ル に着 目 した.こ の 誘 導 体 は水 素 結 合 の 供 与基 と して水 酸 基,受 容 基 と して水 酸 基,カ ル ボ ニ ル 基 を持 つ.そ してC2軸 に対 して対 称 で あ り,ま た そ れ らの 配 置 は α一お よ び β一オ キ シ酸,そ して1,2一 ジ オー ル に も共通 して い る.酒 石 酸 誘 導 体 と その 類 縁 体 の 会 合 部 位 を図12に 示 す.Fig. 1014) The solute L-enantiomer-additive association occurring in the adsorbed state of CA2. N-acetyl L-valine-tert-butylamide on a silica gel surface. The complexed L-enantiomers, whose associative interactions are bidentate NH ...0 = C hydrogen bonds, can provide a more stable flat-lying orientation because their side-chains are oriented toward the bulk of the mobile phase, similar to that of CA2. The "C5-C7" dimers in which the C7 conformational site is offered by CA2 may be formed along with the "C5-05" dimers in this figure, as the solute enantiomers pass through the column.
Table 414) Optical resolution of the enantiomers of racemic N-acetylamino acid ten-butyl
esters on the packed amino column, modified by glutaryl L-valine tert-butylamide
mono-carboxylic acid.
Chromatographic conditions: column, 50 X 0.1cm I.D. ; packing, 3-aminopropyl-silica
[Nucleosil-5NH2
(5 u
m)-) , in situ modified by the chiral acid glutaryl
L-valine-tert-butyl-amide monocarboxylic acid (CSP 2) ; mobile phase solvent; 2-propanol-n-hexane (1:99, v/
v) ; flow-rate, 60 ul/min, column temperature, 200C; detection, UV at 254 nm.
酒石 酸 は す で に優 れ た不 斉 誘 導 試 薬 と して 知 られ,高 選 択 的 な有 機 合 成 に お い て広 く利 用 され て い る.ま た 最 近Prelogら は,酒 石 酸 エ ス テ ル を含 む1,2一 ジ ク ロ ロ エ タ ン と六 フ ッ化 リン酸 ナ ト リウム を含 む水 相 との 二相 分 配 にお い て,β-ア ミノ ア ル コー ル の 対 掌 体 が 不 斉 選 択 性 を示 す こ とを見 出 し,こ の 相 シス テ ム を液 ・液分 配 ク ロ マ トグ ラ フ ィー に組 み 込 んで 光 学 分 割 した17,18). 我 々 は非 水 系 に お け る識 別 剤 を見 出 す こ と を 目的 と し て,酒 石 酸 エ ステ ル に よ る不 斉 識 別 に つ い て検 討 した. 酒 石 酸 の種 々 の アル キ ル エ ス テ ル を調 製 し,こ れ ら を添 加 剤 と して,酒 石 酸 エ ス テ ル の 液体 ク ロ マ トグ ラ フ ィー に よ る光 学 分 割 を試 み た.溶 出 す る ピー ク を検 出 す る た め,UV吸 収 を有 す るジ ベ ン ジル エ ス テ ル を試 料 と して 用 い る と き,光 学 分 割 され る こ とが証 明 され,非 水 溶 媒 中 に お け る酒 石 酸 誘 導 体 の不 斉識 別 性 が は じめ て 明 らか に され た.ま た この 添 加 剤 に よ り種 々 の α一オ キ シ酸 お よび1,2一 ジ オ ー ル を分 割 す る こ とが で き た. 更 に,不 斉 選 択 性 を犬 き くす るた め,種 々 のN,N'一 ジ ア ル キ ル酒 石 酸 ア ミ ドを合 成 した.こ の分 子 設 計 は つ ぎ の よ うな想 定 に基 づ くもの で あ る. ア ル キ ル ア ミ ドは強 い水 素 結 合 を作 るた め 供 与 基 か つ受 容 基 とな り,ア ミ ド 結 合 の平 面 性 は それ らの 方 向性 を規定 す る.一 方, 自 由 回転 に よ り方 向 性 が 規 定 され ない 水酸 基 が会 合 を有 利 に 支 援 す る と考 え られ る.種 々 の ア ル キ ル ア ミ ドをク ロ ロ ホ ル ム-n一 ヘ キ サ ンか ら成 る非 水 系 溶 離 液 に 添 加 す る こ とに よ り,オ キ シ酸 の 対 掌 体 を光 学 分 割 す る こ とが で きた.種 々 の ア ル キル ア ミ ド誘 導体 の う ち,有 機 溶 媒 に 対 す る 溶 解 度 が 良 好 なN,N'一 ジ イ ソ プ ロ ピ ル ア ミ ド (DIPTA)を 選 び,更 に 広 汎 な対 掌 体 群 に 対 して そ の識 別性 を検 討 した19'20). (R,R)-DIPTAを 溶 離 液 へ の 添 加 剤 とす る対 掌 体 の ク ロ マ トグ ラ フ ィー分 離 に お い て, α一お よ び β一オ キ シ 酸 はN一 ア ル キ ル ア ミ ドに 誘 導 す る こ と に よ り分 割 さ れ た.こ れ らの誘 導 体 に お け る ア ミ ド窒 素 上 の 置 換 基 の か さ高 さ は, β一オ キ シ酸 で は分 離 係 数 を増 加 させ,一 方, α一オ キ シ 酸 で は逆 の効 果 を示 す こ とが 観 察 された. α一 ア ミ ノ酸 はN一 ア シ ル ア ミ ドまた はエ ス テ ル と して 分 割 され たが,C末 端 に お け るNま た は0一 ア ル キ ル基 の か さ高 さ は い ず れ も分 離 係 数 を増 加 させ た. β一ア ミノ ア ル コー ル はN一 ア シ ル 体 と して分 割 され た.幾 何 異性 体 を含 む α一ケ トキ シ ム で は,C=N結 合 の 同 じ側 に不 斉 炭 素 お よ び窒 素 原 子 に結 合 した水 酸 基 を もつ syn 体 の み が 分 割 さ れ た.DIPTAの 不 斉 選 択 性 は, β一オ キ シ ケ トン (図13)や1,2一 ジ オ ー ル に も示 され た. 鎖状 ジ オ ー ル の系 統 的 な研 究 か ら, 溶 質 の 分 子構 造 と
Fig. 1116) Optical resolution of a mixture containing
nine enantiomeric pairs of amino acids as
their N-(4-nitrobenzoyl) 0-isopropyl
ester
derivatives. The chromatographic conditions
are as follows: column, two columns of 50
0.1(i.d.)cm each, linked in series; flow rate,
30pl/min; column temperature, 390C; mobile
phase solvent, 45%(v/v) chloroform in
n-he-xane containing 14 .02mM of CA2. Peak
iden-tifications are as follows: 1, allo-Ile; 2, Ile; 3,
Val; 4, Phe;5, Leu; 6, Thr; 7, Ala; 8, Tyr; 9,
Ser.
Fig. 12 (R, R)-N, N'-diisopropyltartramide (DIPTA) can recognize the molecular chiralities of
enantio-mers which possess two hydrogen bond sites at 1,2- or 1,3-positions.
(79)
自己 会合 に よ り誘 導 され る不 斉 識 別 法 とそ の 展 開 867 不 斉 選択 性 の 間 に つ ぎの よ う な関 係 が 認 め られ た.選 択 性 の 大 きな ス レオ体 で は,図14に お け る置 換 基Rの か さ高 さ に よ って,二 つ の水 酸 基 は優 先 的 に ゴー シ ュ型 の コ ンホ ー メ ー シ ョ ン とな る.ま た そ れ と は逆 に選 択 性 が 小 さ いエ リス ロ体 で は,二 つ の水 酸 基 は優 先 的 に ア ンチ 型 と な り,こ の こ とか らジ オ ー ル の二 つ の 水 酸 基 を介 し たDIPTAと の 会 合 が そ れ らの 不 斉 識 別 に寄 与 す る こ と が 示 唆 され た.こ の よ うな二 つ の水 酸 基 を介 して の会 合 に基 づ く識 別 は, ア トロ ー プ異 性 体 に も適 用 で きる こ と が 明 らか に な っ た.そ の一 例 と して, ピ一β一ナ フ トール の分 割 の 例 を図15に 示 す. ピ一β一ナ フ トー ル の ク ロマ トグ ラ フ ィー に よ る直接 光学 分割 は,芳 香 環 を もつ不 斉 源 に よ って 達 成 され21,22),そ の 大 きな不 斉 選 択 性 は, 溶 質 の芳 香 環 との 相 互 作 用 に基 づ く もの と考 え られ る. そ れ と較 べ る と,DIPTAの 水 素 結 合 を主とするピ一β一 ナ フ トー ル に対 す る不 斉 選 択 性 は小 さい が,π-π 相 互 作 用 を含 まず,従 って 芳 香 環 一芳 香 環 の相 互 作 用 を妨 げ る置換 基 を もつ ア トロー プ異 性 体 に対 して も機 能 す る可 能 性 が あ る.DIPTAに よ って 分 割 され た化 合 物 群 の構 造 を図16に 示 す. 以 上 述 べ たDIPTAを 添 加 剤 とす る対 掌 体 の ク ロ マト グ ラ フ ィー 分 離 に お い て,DIPTAは カ ラ ム 内 で 溶 質 対 掌 体 と水 素 結 合 に よ り ジ ア ス テ レオ マ ー 会 合 体 を形 成 し,不 斉 選 択 性 は この 動 的錯 体 形 成 に基 づ くこ と は明 ら か で あ る.し か し錯 体 形成 は,移 動 相 お よ び固 定 相 の両 相 で お こ り,不 斉 識 別 にお い て い ず れ が支 配 的 因子 とな る か を決 定 す る こ と は難 しい.一 方 キ ラル な充 填 剤 を用 い る光 学 分 割 で は,固 定 相 表 面 の 不 斉 源 と溶 質対 掌 体 と の 間 で形 成 さ れ る ジ ア ステ レ オマ ー錯 体 の安 定 性 の み が 不 斉選 択 に寄 与 す る.そ して 安 定 な会 合体 を形 成 す る対 掌体 が よ り大 きな保 持 を示 す. そ こで 酒 石 酸 ア ミ ドで修Fig. 134) Optical resolution of
3-hydroxy-3-phenylpro-piophenone. The chromatographic conditions
are as follows: column, 50 X 0.1(i.d.)cm
stain-less steel tube packed with Nucleosil 100-5(5
pm) ; mobile phase solvent,
chloroform-n-he-xane (3 : 8 (v:v) ) containing 3.19mM of
DIP-TA ; flow rate, 20 ,al/min ; column
tempera-ture, 20C0 ; detection UV at 254nm. The
capacity factor for the first eluted enantiomer
and the separation factor are 2.61 and 1.05.
Fig. 144) In the threo family of 1.2-diol ( I ), an
in-crease in the bulkiness of R substituent
re-sulted in greater separation factors. But in the
erythro family, the substituent bulkiness had
the reverse effect on the separation factors.
Variation in the separation factors due to
in-creased bulkiness of R substituent is related
to the preferential conformation of these
de-rivatives. Increased bulkiness of R substituent
caused the threo diols to adopt the
conforma-tion T, whereas, the erythro diols adopt the
conformation E (For the sake of convenience,
only one of enantiomers is illustrated).
Fig. 1520) Optical resolution of bi-p-naphthol.
The
chromatographic conditions are the same as
those described in the legend of Fig. 13
except for a flow rate. The flow of 60p1/min
is used. The capacity factor for the first
eluted enantiomer and the separation factor
are 9.08 and 1.08.
a b
Fig. 164) Classes of solute compounds optically re-solved by DIPTA containing phase system.
Fig. 1723) Synthetic scheme of the chiral stationary phase, CSP 3.
Fig. 1823) Direct resolutions of tert-butylamide
deriva-tives of /9-hydroxycarboxylic acids on CSP3.
Chromatographic conditions are described in
the legend of Table 5. a) compound 5. b)
compound 9.
(81)
自己 会合 に よ り誘 導 さ れ る不 斉 識 別 法 とそ の 展 開 869 飾 した光 学 活 性 の シ リ カゲ ル 充 填剤 を設計 した. シ リカゲ ル を酒 石 酸 ジア ミ ドで修 飾 した化 学 結 合 型 充 填 剤CSP3を 図17に 示 す経 路 で 合 成 した23).溶 離 液 に は,2-プ ロパ ノ ー ル-n-ヘ キ サ ン か ら成 る二 成 分 溶 媒 を用 い,試 料 の 検 出 はUV吸 収 に よ り行 っ た.そ の結 果 CSP3に よ り β一オ キ シ 酸 ア ミ ドな ど が 光 学 分 割 さ れ た23).ク ロ マ トグ ラ ム を図18に 示 す.そ の保 持 挙 動 は, 前 節 で 述 べ たDIPTAを 添 加 剤 とす る ク ロ マ トグ ラ フ ィー と同様 で あ り,溶 質 に含 ま れ る置 換 基 の か さ高 さ は 分 離係 数 に対 して影 響 を与 え た(表5). 7. お わ り に 以 上 の結 果 か ら,純 粋 の対 掌 体 を その 鏡 像 体 の 溶 液 に 加 え る こ とに よっ て 自 己会 合 に基 づ くジア ス テ レ オマ ー 錯 体 を生 じ,そ れが 不 斉 識 別 に機 能 す る こ とが 明 らか に な っ た.立 体 化 学 的 な考 察 と シ ミュ レー シ ョ ン,モ デ ル の設 計,ス ペ ク トル を用 い る会 合構 造 の研 究 な どの成 果 の集 積 に よ って,新 しい不 斉 識 別 シ ス テ ム の構 築 が可 能 に な る で あ ろ う. 生 体 内 にお け る分 子 が 互 い に相 手 を識 別 す る分 子 認 識 の機 能 の モ デ ル と して,"鍵"と"鍵 穴"と の 関 係 に相 当 す る特 異 性 の 高 い 会 合 モ デ ル が注 目 され,新 しい有 機 化 学 の 研 究 にお け る有 力 な課 題 とな っ て い る.こ の領 域 で は主 と して構 造 的相 補 性 の高 い ホ ス ト ・ゲ ス ト錯 体 形 成,包 接 現 象 な どが 追 求 され て きた.そ れ に対 して,こ こで 述 べ た不 斉 識 別 は構 造 的相 補 性 が よ り低 い分 子 間の 相 互 作 用 に基 づ くもの で あ り,こ の よ うな会 合 形 態 の今 後 の追 求 に よ って,新 しい分 子 認 識 に 関す る情 報 が 得 ら れ る もの と期待 して い る. (昭和61年4月7日 受 理) 文 献1) C. E. Dalgliesh,
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