JP7141632B2 - Sample preparation method for crystal structure analysis for structural analysis of hydrophilic organic compounds having polar groups by the crystal sponge method - Google Patents
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Description
本発明は、極性基を有する親水性有機化合物の結晶スポンジ法による構造解析のための結晶構造解析用試料調製方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a crystal structure analysis sample preparation method for structural analysis of a hydrophilic organic compound having a polar group by the crystal sponge method.
近年、海洋生物等に由来する微量の生理活性物質が農医薬資源等として期待されている。このため、これらの微量の有機化合物の分子構造を、正確、かつ、効率よく決定することは、新規農医薬品の開発等において極めて重要になってきている。また、農医薬品を製造する際は、安全性を高めるために、農医薬品やその原料に含まれる微量の不純物を正確に同定することが求められている。同様に、電子部品の製造に用いる原材料についても、近年の電子部品の高性能化に伴い、微量の不純物を同定し、それを低減化することが望まれている。このように、近年、多くの分野において、微量の有機化合物の分子構造を、正確、かつ、効率よく決定することが求められている。 BACKGROUND ART In recent years, trace amounts of physiologically active substances derived from marine organisms and the like have been expected as agricultural and pharmaceutical resources. Therefore, it is extremely important to accurately and efficiently determine the molecular structure of these trace amounts of organic compounds in the development of new agrochemicals and the like. In addition, when agrochemicals are manufactured, it is required to accurately identify minute amounts of impurities contained in the agrochemicals and their raw materials in order to improve safety. Similarly, with regard to raw materials used in the manufacture of electronic parts, it is desired to identify trace amounts of impurities and reduce them as the performance of electronic parts has improved in recent years. Thus, in recent years, there has been a demand in many fields to accurately and efficiently determine the molecular structure of trace amounts of organic compounds.
従来、有機化合物の分子構造を決定する方法として、単結晶X線構造解析法が知られている。単結晶X線構造解析法は、良質な単結晶を作製することができれば、有機化合物の分子構造を正確に決定することができるため、極めて有用な方法である。しかしながら、有機化合物が微量である場合、十分量の単結晶が得られないため、分子構造を決定する方法として、単結晶X線構造解析法を採用することが困難である。また、分子構造を決定する有機化合物が常温付近で液体である場合(すなわち、融点が室温以下の場合)等においては、単結晶を作製することが困難であった。 Single-crystal X-ray structural analysis is conventionally known as a method for determining the molecular structure of organic compounds. Single-crystal X-ray structure analysis is a very useful method because the molecular structure of an organic compound can be accurately determined if a single crystal of good quality can be produced. However, when the amount of the organic compound is very small, a sufficient amount of single crystals cannot be obtained, making it difficult to employ single crystal X-ray structural analysis as a method for determining the molecular structure. In addition, when the organic compound that determines the molecular structure is liquid at around room temperature (that is, when the melting point is below room temperature), it is difficult to produce a single crystal.
単結晶X線構造解析法の上記課題を解決する方法として、結晶スポンジ法が知られている(特許文献1)。結晶スポンジ法とは、三次元ネットワーク構造と該三次元ネットワーク構造内に三次元的に規則正しく整列した空隙とを有する高分子金属錯体の空隙内に構造決定対象である有機化合物を内包してなる結晶構造解析用試料を作製し、その結晶構造解析用試料の構造解析を行うことにより、前記有機化合物の分子構造を決定する方法である。 A crystalline sponge method is known as a method for solving the above problems of the single crystal X-ray structural analysis method (Patent Document 1). The crystal sponge method is a crystal formed by encapsulating an organic compound whose structure is to be determined in the voids of a polymer metal complex having a three-dimensional network structure and voids that are regularly arranged three-dimensionally within the three-dimensional network structure. This is a method of determining the molecular structure of the organic compound by preparing a sample for structural analysis and conducting structural analysis of the sample for crystal structure analysis.
しかしながら、結晶スポンジ法では、高分子金属錯体の空隙に入れることができない化合物の構造を決定することができないという問題があった。例えば、空隙よりも大きな化合物は空隙に入れることができず、また、高分子金属錯体の構成成分が親油性のため、親水性の高い化合物も空隙に入れることができない。 However, the crystal sponge method has a problem that it is impossible to determine the structure of compounds that cannot be put into the pores of the polymer metal complex. For example, a compound that is larger than the voids cannot be put into the voids, and a highly hydrophilic compound cannot be put into the voids because the constituent components of the polymer metal complex are lipophilic.
本発明の課題は、親水性有機化合物の分子構造を結晶スポンジ法により解析するための試料調製方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a sample preparation method for analyzing the molecular structure of a hydrophilic organic compound by the crystal sponge method.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、親水性有機化合物の極性基に対して疎水性置換基を導入することにより、有機化合物を高分子金属錯体の空隙内に内包させることができることを見出し、本発明を完成するに到った。すなわち、本発明は以下の態様を含むものである。 As a result of intensive studies aimed at solving the above problems, the present inventors have found that by introducing a hydrophobic substituent into the polar group of a hydrophilic organic compound, the organic compound can be included in the voids of the polymer metal complex. We have found that it is possible to achieve this, and have completed the present invention. That is, the present invention includes the following aspects.
〔1〕極性基を有する親水性有機化合物の結晶スポンジ法による構造解析のための結晶構造解析用試料調製方法であって、
前記結晶スポンジ法が、有機化合物の分子構造決定方法であって、以下の工程(1)~(3)、
(1)ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を提供する工程であって、
前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶が、式:[〔M(X)2〕3(L)2]n〔式中、Mは金属イオンを表し、Xは一価の陰イオンを表し、Lは、下記式(1)
(式中、Arは、置換基を有していてもよい3価の芳香族基を表し、X1~X3は、それぞれ独立に、2価の有機基、またはArとY1~Y3とを直接結ぶ単結合を表し、Y1~Y3は、それぞれ独立に、配位性部位を有する1価の有機基を表す)で示される三座配位子を表し、nは任意の自然数を表す〕で示される高分子金属錯体の結晶であって、
前記三座配位子が、前記金属イオンに配位して三次元ネットワーク構造を形成し、かつ、該三次元ネットワーク構造が、その内部に空隙を有し、前記空隙に、脂肪族炭化水素;脂環式炭化水素;エーテル類;エステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ナフタレン、アントラセン及びフェナントレンからなる群から選ばれる芳香族炭化水素;ハロゲン化炭化水素、並びにニトリル類からなる群から選ばれる少なくとも一種が、ゲスト化合物(A)として内包されており、
前記空隙における、前記ゲスト化合物(A)の存在量が、前記空隙に内包されているすべてのゲスト化合物に対して60モル%以上である、工程、
(2)前記有機化合物を含む溶媒溶液に前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を浸漬させて、前記三次元ネットワーク構造内の空隙に、前記有機化合物の分子が内包されてなる結晶構造解析用試料を得る工程、並びに
(3)前記結晶構造解析用試料の結晶構造解析を行って、前記三次元ネットワーク構造内の空隙に内包されている有機化合物の分子構造を決定する工程、
を含む、方法であり、
前記結晶構造解析用試料調製方法が、以下の工程(a)及び(b)、
(a)前記親水性有機化合物の極性基に疎水性置換基を導入して、疎水性置換基を導入した有機化合物を得る工程、及び
(b)前記疎水性置換基を導入した有機化合物を含む溶媒溶液に前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を浸漬させて、前記三次元ネットワーク構造内の空隙に、前記疎水性置換基を導入した有機化合物の分子が内包されてなる前記結晶構造解析用試料を得る工程、
を含むことを特徴とする、結晶構造解析用試料調製方法。
[1] A method for preparing a sample for crystal structure analysis for structural analysis by the crystal sponge method of a hydrophilic organic compound having a polar group, comprising:
The crystal sponge method is a method for determining the molecular structure of an organic compound, and comprises the following steps (1) to (3),
(1) A step of providing a polymer metal complex crystal containing a guest compound,
The guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal has the formula: [[M(X) 2 ] 3 (L) 2 ] n [wherein M represents a metal ion, X represents a monovalent anion, L is the following formula (1)
(In the formula, Ar represents a trivalent aromatic group which may have a substituent, and X 1 to X 3 are each independently a divalent organic group, or Ar and Y 1 to Y 3 Y 1 to Y 3 each independently represent a monovalent organic group having a coordinating site), n is any natural number A crystal of a polymer metal complex represented by
The tridentate ligand coordinates to the metal ion to form a three-dimensional network structure, and the three-dimensional network structure has voids therein, and the voids contain an aliphatic hydrocarbon; Ethers; Esters; Aromatic hydrocarbons selected from the group consisting of benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, anthracene and phenanthrene; Halogenated hydrocarbons, and Nitriles. At least one is included as a guest compound (A),
a step in which the abundance of the guest compound (A) in the voids is 60 mol% or more with respect to all guest compounds contained in the voids;
(2) A sample for crystal structure analysis in which the polymer metal complex crystal containing the guest compound is immersed in a solvent solution containing the organic compound, and the molecules of the organic compound are included in the voids in the three-dimensional network structure. and (3) performing crystal structure analysis of the sample for crystal structure analysis to determine the molecular structure of the organic compound contained in the voids in the three-dimensional network structure;
a method comprising
The method for preparing a sample for crystal structure analysis includes the following steps (a) and (b),
(a) introducing a hydrophobic substituent to the polar group of the hydrophilic organic compound to obtain an organic compound having a hydrophobic substituent; and (b) comprising the organic compound having the hydrophobic substituent. The sample for crystal structure analysis, in which the polymer metal complex crystal encapsulating the guest compound is immersed in a solvent solution, and molecules of the organic compound introduced with the hydrophobic substituent are included in the voids in the three-dimensional network structure. a step of obtaining
A sample preparation method for crystal structure analysis, comprising:
〔2〕前記疎水性置換基が、少なくとも1つの芳香環を有する、前記〔1〕に記載の試料調製方法。 [2] The sample preparation method according to [1] above, wherein the hydrophobic substituent has at least one aromatic ring.
〔3〕前記疎水性置換基が、2つのベンゼン環、1つのベンゼン環と1つのtert-ブチル基、1つのインドール環又は1つのナフタレン環を有する、前記〔2〕に記載の試料調製方法。 [3] The sample preparation method according to [2] above, wherein the hydrophobic substituent has two benzene rings, one benzene ring and one tert-butyl group, one indole ring, or one naphthalene ring.
〔4〕前記疎水性置換基が、前記極性基への導入により前記親水性有機化合物の脂溶性を向上させる基である、前記〔1〕~〔3〕のいずれか1項に記載の試料調製方法。 [4] The sample preparation according to any one of [1] to [3], wherein the hydrophobic substituent is a group that improves the lipophilicity of the hydrophilic organic compound by introduction into the polar group. Method.
〔5〕前記疎水性置換基が、前記高分子金属錯体と相互作用する基である、前記〔1〕~〔4〕のいずれか1項に記載の試料調製方法。 [5] The sample preparation method according to any one of [1] to [4] above, wherein the hydrophobic substituent is a group that interacts with the polymer metal complex.
〔6〕前記極性基が、アミノ基、水酸基、チオール基又はカルボキシ基である、前記〔1〕~〔5〕のいずれか1項に記載の試料調製方法。 [6] The sample preparation method according to any one of [1] to [5] above, wherein the polar group is an amino group, hydroxyl group, thiol group or carboxy group.
〔7〕前記極性基が、アミノ基又はカルボキシ基である、前記〔6〕に記載の試料調製方法。 [7] The sample preparation method according to [6] above, wherein the polar group is an amino group or a carboxy group.
〔8〕前記極性基が、アミノ基であり、前記工程(a)において、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合又はチオウレア結合により前記疎水性置換基を前記極性基に導入する、前記〔7〕に記載の試料調製方法。 [8] The above [7], wherein the polar group is an amino group, and the hydrophobic substituent is introduced into the polar group by an amide bond, a urethane bond, a urea bond or a thiourea bond in the step (a). Sample preparation method as described.
〔9〕前記疎水性置換基が、1-ナフチルカルバモチオイル基、1,1-ジフェニルアセチル基、4-tert-ブチルベンゾイル基又は2-インドールカルボニル基である、前記〔8〕に記載の試料調製方法。 [9] The sample according to [8] above, wherein the hydrophobic substituent is a 1-naphthylcarbamothioyl group, a 1,1-diphenylacetyl group, a 4-tert-butylbenzoyl group, or a 2-indolecarbonyl group. Method of preparation.
〔10〕前記極性基が、カルボキシ基であり、前記工程(a)において、エステル結合又はアミド結合により前記疎水性置換基を前記極性基に導入する、前記〔7〕に記載の試料調製方法。 [10] The sample preparation method according to [7] above, wherein the polar group is a carboxy group, and the hydrophobic substituent is introduced into the polar group by an ester bond or an amide bond in the step (a).
〔11〕前記疎水性置換基が、ジフェニルメチル基である、前記〔10〕に記載の試料調製方法。 [11] The sample preparation method according to [10] above, wherein the hydrophobic substituent is a diphenylmethyl group.
〔12〕前記親水性有機化合物が、アミノ酸又は核酸である、前記〔1〕~〔11〕のいずれか1項に記載の試料調製方法。 [12] The sample preparation method according to any one of [1] to [11] above, wherein the hydrophilic organic compound is an amino acid or a nucleic acid.
〔13〕前記〔1〕~〔12〕のいずれか1項に記載の試料調製方法により得られた前記試料の結晶構造解析を行う工程を含む、結晶スポンジ法による親水性有機化合物の構造解析方法。 [13] A method for structural analysis of a hydrophilic organic compound by a crystal sponge method, comprising the step of analyzing the crystal structure of the sample obtained by the sample preparation method according to any one of [1] to [12] above. .
〔14〕前記〔1〕~〔12〕のいずれか1項に記載の試料調製方法に用いるための、前記疎水性置換基を提供する化合物を含む、置換基導入用試薬。 [14] A reagent for introducing a substituent, for use in the sample preparation method according to any one of [1] to [12] above, and containing the compound that provides the hydrophobic substituent.
本発明により、親水性有機化合物の分子構造を結晶スポンジ法により解析するための試料調製方法が提供される。 The present invention provides a sample preparation method for analyzing the molecular structure of a hydrophilic organic compound by the crystal sponge method.
本発明は、極性基を有する親水性有機化合物の結晶スポンジ法による構造解析のための結晶構造解析用試料調製方法であって、
前記結晶スポンジ法が、有機化合物の分子構造決定方法であって、以下の工程(1)~(3)、
(1)ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を提供する工程であって、
前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶が、式:[〔M(X)2〕3(L)2]n〔式中、Mは金属イオンを表し、Xは一価の陰イオンを表し、Lは、下記式(1)
(式中、Arは、置換基を有していてもよい3価の芳香族基を表し、X1~X3は、それぞれ独立に、2価の有機基、またはArとY1~Y3とを直接結ぶ単結合を表し、Y1~Y3は、それぞれ独立に、配位性部位を有する1価の有機基を表す)で示される三座配位子を表し、nは任意の自然数を表す〕で示される高分子金属錯体の結晶であって、
前記三座配位子が、前記金属イオンに配位して三次元ネットワーク構造を形成し、かつ、該三次元ネットワーク構造が、その内部に空隙を有し、前記空隙に、脂肪族炭化水素;脂環式炭化水素;エーテル類;エステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ナフタレン、アントラセン及びフェナントレンからなる群から選ばれる芳香族炭化水素;ハロゲン化炭化水素、並びにニトリル類からなる群から選ばれる少なくとも一種が、ゲスト化合物(A)として内包されており、
前記空隙における、前記ゲスト化合物(A)の存在量が、前記空隙に内包されているすべてのゲスト化合物に対して60モル%以上である、工程、
(2)前記有機化合物を含む溶媒溶液に前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を浸漬させて、前記三次元ネットワーク構造内の空隙に、前記有機化合物の分子が内包されてなる結晶構造解析用試料を得る工程、並びに
(3)前記結晶構造解析用試料の結晶構造解析を行って、前記三次元ネットワーク構造内の空隙に内包されている有機化合物の分子構造を決定する工程、
を含む、方法であり、
前記結晶構造解析用試料調製方法が、以下の工程(a)及び(b)、
(a)前記親水性有機化合物の極性基に疎水性置換基を導入して、疎水性置換基を導入した有機化合物を得る工程、及び
(b)前記疎水性置換基を導入した有機化合物を含む溶媒溶液に前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を浸漬させて、前記三次元ネットワーク構造内の空隙に、前記疎水性置換基を導入した有機化合物の分子が内包されてなる前記結晶構造解析用試料を得る工程、
を含むことを特徴とする、試料調製方法に関する。
The present invention is a crystal structure analysis sample preparation method for structural analysis by the crystal sponge method of a hydrophilic organic compound having a polar group,
The crystal sponge method is a method for determining the molecular structure of an organic compound, and comprises the following steps (1) to (3),
(1) A step of providing a polymer metal complex crystal containing a guest compound,
The guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal has the formula: [[M(X) 2 ] 3 (L) 2 ] n [wherein M represents a metal ion, X represents a monovalent anion, L is the following formula (1)
(In the formula, Ar represents a trivalent aromatic group which may have a substituent, and X 1 to X 3 are each independently a divalent organic group, or Ar and Y 1 to Y 3 Y 1 to Y 3 each independently represent a monovalent organic group having a coordinating site), n is any natural number A crystal of a polymer metal complex represented by
The tridentate ligand coordinates to the metal ion to form a three-dimensional network structure, and the three-dimensional network structure has voids therein, and the voids contain an aliphatic hydrocarbon; Ethers; Esters; Aromatic hydrocarbons selected from the group consisting of benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, anthracene and phenanthrene; Halogenated hydrocarbons, and Nitriles. At least one is included as a guest compound (A),
a step in which the abundance of the guest compound (A) in the voids is 60 mol% or more with respect to all guest compounds contained in the voids;
(2) A sample for crystal structure analysis in which the polymer metal complex crystal containing the guest compound is immersed in a solvent solution containing the organic compound, and the molecules of the organic compound are included in the voids in the three-dimensional network structure. and (3) performing crystal structure analysis of the sample for crystal structure analysis to determine the molecular structure of the organic compound contained in the voids in the three-dimensional network structure;
a method comprising
The method for preparing a sample for crystal structure analysis includes the following steps (a) and (b),
(a) introducing a hydrophobic substituent to the polar group of the hydrophilic organic compound to obtain an organic compound having a hydrophobic substituent; and (b) comprising the organic compound having the hydrophobic substituent. The sample for crystal structure analysis, in which the polymer metal complex crystal encapsulating the guest compound is immersed in a solvent solution, and molecules of the organic compound introduced with the hydrophobic substituent are included in the voids in the three-dimensional network structure. a step of obtaining
It relates to a sample preparation method, comprising:
工程(a)
本発明の試料調製方法は、前記親水性有機化合物の極性基に疎水性置換基を導入して、疎水性置換基を導入した有機化合物を得る工程(工程(a))を含む。
step (a)
The sample preparation method of the present invention includes a step of introducing a hydrophobic substituent into the polar group of the hydrophilic organic compound to obtain an organic compound having a hydrophobic substituent (step (a)).
本発明において、「親水性有機化合物」とは、水に溶解しやすいかあるいは水に混ざりやすく、非極性溶媒に不溶である有機化合物をいう。「疎水性置換基」とは、水との親和性が低く、非極性溶媒との親和性が高い置換基をいう。「極性基」とは、極性のある原子団をいう。 In the present invention, the term "hydrophilic organic compound" refers to an organic compound that is readily soluble or miscible with water and is insoluble in non-polar solvents. “Hydrophobic substituent” refers to a substituent that has low affinity for water and high affinity for nonpolar solvents. A "polar group" refers to a polar atomic group.
疎水性置換基は、少なくとも1つの芳香環を有するのが好ましく、2つのベンゼン環、1つのベンゼン環と1つのtert-ブチル基、1つのインドール環又は1つのナフタレン環を有するのがより好ましい。好ましい疎水性置換基としては、1-ナフチルカルバモチオイル基、1,1-ジフェニルアセチル基、4-tert-ブチルベンゾイル基、2-インドールカルボニル基、ジフェニルメチル基、[4-(ジメチルアミノ)-1-ナフチル]カルバモチオイル基、ナフタレン-1-カルボニル基、フェロセンカルボニル基、ベンゾイル基、3-ブロモ-4-tert-ブチルベンゾイル基、ベンジル基等を挙げることができる。また、疎水性置換基としては、芳香環を有さないものを用いてもよく、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基等を用いることができる。 The hydrophobic substituent preferably has at least one aromatic ring, more preferably two benzene rings, one benzene ring and one tert-butyl group, one indole ring or one naphthalene ring. Preferred hydrophobic substituents include 1-naphthylcarbamothioyl group, 1,1-diphenylacetyl group, 4-tert-butylbenzoyl group, 2-indolecarbonyl group, diphenylmethyl group, [4-(dimethylamino)- 1-naphthyl]carbamothioyl group, naphthalene-1-carbonyl group, ferrocenecarbonyl group, benzoyl group, 3-bromo-4-tert-butylbenzoyl group, benzyl group and the like. As the hydrophobic substituent, those having no aromatic ring may be used, and examples thereof include methyl group, ethyl group, isopropyl group, tert-butyl group and the like.
親水性有機化合物の極性基への疎水性置換基の導入により、親水性有機化合物の脂溶性が向上するため、疎水性置換基を導入した親水性有機化合物を結晶スポンジ法で用いられる非極性有機溶媒に溶解させて、高分子金属錯体結晶の空隙に入れることができる。脂溶性は、例えば、従来公知の方法により、オクタノール-水分配係数を測定することで、あるいは、構造式に基づく計算によって評価することができる。また、疎水性置換基は、結晶スポンジ法で用いられる高分子金属錯体と相互作用することができる。相互作用は、π-π相互作用、CH-π相互作用、ハロゲン-π相互作用、電荷移動型相互作用等を含んでもよい。相互作用は、X線結晶構造解析後の原子座標データを描画ソフトで表示し、基準又はデータベースと比較することで、例えば、原子間距離がファンデルワールス半径より小さいことを確認することによって、検出することができる。更に、親水性化合物の極性基が求核性を有する場合には、金属と配位子との間の配位結合によって形成される高分子金属錯体結晶の構造が親水性化合物の極性基によって損なわれる可能性があるが、極性基に疎水性置換基を導入することにより、極性基の求核性を低下させて、高分子金属錯体結晶の構造を維持することができる。疎水性置換基によるこれらの作用により、疎水性置換基を導入した有機化合物を高分子金属錯体の空隙に内包することができる。 By introducing a hydrophobic substituent into the polar group of a hydrophilic organic compound, the lipid solubility of the hydrophilic organic compound is improved. It can be dissolved in a solvent and put into the pores of the polymer metal complex crystal. Lipid solubility can be evaluated, for example, by measuring the octanol-water partition coefficient by a conventionally known method, or by calculation based on the structural formula. Hydrophobic substituents can also interact with polymeric metal complexes used in the crystalline sponge method. Interactions may include pi-pi interactions, CH-pi interactions, halogen-pi interactions, charge transfer type interactions, and the like. The interaction is detected by displaying the atomic coordinate data after X-ray crystal structure analysis with drawing software and comparing it with a standard or database, for example, by confirming that the interatomic distance is smaller than the van der Waals radius. can do. Furthermore, when the polar group of the hydrophilic compound has nucleophilicity, the polar group of the hydrophilic compound impairs the structure of the polymer metal complex crystal formed by the coordinate bond between the metal and the ligand. However, by introducing a hydrophobic substituent to the polar group, the nucleophilicity of the polar group can be reduced and the structure of the polymer metal complex crystal can be maintained. Due to these actions of the hydrophobic substituent, the organic compound into which the hydrophobic substituent is introduced can be included in the voids of the polymer metal complex.
親水性有機化合物の極性基は、特に制限は無いが、アミノ基、水酸基、チオール基又はカルボキシ基であることが好ましく、アミノ基又はカルボキシ基であることがより好ましい。 The polar group of the hydrophilic organic compound is not particularly limited, but is preferably an amino group, a hydroxyl group, a thiol group or a carboxy group, more preferably an amino group or a carboxy group.
極性基がアミノ基である場合、工程(a)において、疎水性置換基は、例えば、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合又はチオウレア結合により極性基に導入されてもよい。極性基がアミノ基である場合、疎水性置換基は、1-ナフチルカルバモチオイル基、1,1-ジフェニルアセチル基、4-tert-ブチルベンゾイル基又は2-インドールカルボニル基であることが好ましい。 When the polar group is an amino group, a hydrophobic substituent may be introduced into the polar group in step (a), for example via an amide bond, a urethane bond, a urea bond or a thiourea bond. When the polar group is an amino group, the hydrophobic substituent is preferably a 1-naphthylcarbamothioyl group, a 1,1-diphenylacetyl group, a 4-tert-butylbenzoyl group or a 2-indolecarbonyl group.
極性基がカルボキシ基である場合、前記工程(a)において、疎水性置換基は、例えば、エステル結合又はアミド結合により極性基に導入されてもよい。極性基がカルボキシ基である場合、疎水性置換基は、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、ベンジル基、ジフェニルメチル基であることが好ましい。 When the polar group is a carboxy group, the hydrophobic substituent may be introduced into the polar group in the step (a) by, for example, an ester bond or an amide bond. When the polar group is a carboxy group, the hydrophobic substituent is preferably a methyl group, ethyl group, isopropyl group, tert-butyl group, benzyl group or diphenylmethyl group.
極性基が水酸基である場合、前記工程(a)において、疎水性置換基は、例えば、エーテル結合又はエステル結合により極性基に導入されてもよい。極性基が水酸基である場合、疎水性置換基は、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、ベンジル基、ジフェニルメチル基、ベンゾイル基、ジフェニルアセチル基であることが好ましい。 When the polar group is a hydroxyl group, in the step (a), the hydrophobic substituent may be introduced into the polar group by, for example, an ether bond or an ester bond. When the polar group is a hydroxyl group, the hydrophobic substituent is preferably a methyl group, ethyl group, isopropyl group, tert-butyl group, benzyl group, diphenylmethyl group, benzoyl group or diphenylacetyl group.
極性基がチオール基である場合、前記工程(a)において、疎水性置換基は、例えば、チオエーテル結合により極性基に導入されてもよい。極性基が水酸基である場合、疎水性置換基は、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、ベンジル基、ジフェニルメチル基であることが好ましい。 When the polar group is a thiol group, in step (a), the hydrophobic substituent may be introduced into the polar group by, for example, a thioether bond. When the polar group is a hydroxyl group, the hydrophobic substituent is preferably a methyl group, ethyl group, isopropyl group, tert-butyl group, benzyl group or diphenylmethyl group.
親水性有機化合物は、疎水性置換基導入後に結晶スポンジ法で用いられる高分子金属錯体の空隙に入り得る大きさのものである限り、特に限定されない。親水性有機化合物は、好ましくはアミノ酸、核酸、又は有機酸である。アミノ酸及び核酸は、その塩又は誘導体を含んでもよい。 The hydrophilic organic compound is not particularly limited as long as it has a size that allows it to enter the pores of the polymer metal complex used in the crystal sponge method after the introduction of the hydrophobic substituent. Hydrophilic organic compounds are preferably amino acids, nucleic acids, or organic acids. Amino acids and nucleic acids may include salts or derivatives thereof.
極性基に疎水性置換基を導入する方法には特に制限は無く、極性基及び疎水性置換基の種類に応じてこれらを結合させるための従来公知の方法を利用することができる。 The method for introducing the hydrophobic substituent into the polar group is not particularly limited, and conventionally known methods for bonding the polar group and the hydrophobic substituent can be used depending on the type.
工程(b)
本発明の結晶構造解析用試料調製方法は、疎水性置換基を導入した有機化合物を含む溶媒溶液に前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を浸漬させて、三次元ネットワーク構造内の空隙に、疎水性置換基を導入した有機化合物の分子が内包されてなる結晶構造解析用試料を得る工程(工程(b))を含む。工程(b)は、有機化合物を含む溶媒溶液として工程(a)で得られる疎水性置換基を導入した有機化合物を含む溶媒溶液を用いる以外は、後述する結晶スポンジ法における結晶構造解析用試料の作製方法と同様にして実施することができる。
step (b)
In the method of preparing a sample for crystal structure analysis of the present invention, the guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal is immersed in a solvent solution containing an organic compound to which a hydrophobic substituent is introduced, and hydrophobic a step of obtaining a sample for crystal structure analysis in which the molecule of the organic compound into which the sexual substituent is introduced is included (step (b)). In the step (b), except for using the solvent solution containing the organic compound into which the hydrophobic substituent is introduced obtained in the step (a) as the solvent solution containing the organic compound, a sample for crystal structure analysis in the crystal sponge method described later is used. It can be carried out in the same manner as the manufacturing method.
本発明はまた、工程(b)で得られた結晶構造解析用試料の結晶構造解析を行う工程を含む、結晶スポンジ法による親水性有機化合物の構造解析方法に関する。本発明において、試料の結晶構造解析は、試料として工程(b)で得られる結晶構造解析用試料を用いる以外は、後述する結晶スポンジ法における有機化合物の分子構造決定方法と同様にして実施することができる。本発明においては、構造解析対象である親水性有機化合物の極性基に、構造が既知の疎水性置換基を導入するため、導入した疎水性置換基に由来する電子密度を手掛かりとして、構造が未知の親水性有機化合物の解析を容易にすることが可能となる。 The present invention also relates to a method for structural analysis of a hydrophilic organic compound by the crystalline sponge method, which comprises the step of analyzing the crystal structure of the sample for crystal structure analysis obtained in step (b). In the present invention, the crystal structure analysis of the sample is carried out in the same manner as the method for determining the molecular structure of an organic compound in the crystal sponge method described below, except that the sample for crystal structure analysis obtained in step (b) is used as the sample. can be done. In the present invention, since a hydrophobic substituent with a known structure is introduced into the polar group of the hydrophilic organic compound that is the target of structural analysis, the electron density derived from the introduced hydrophobic substituent is used as a clue to determine the unknown structure. analysis of hydrophilic organic compounds can be facilitated.
本発明は更に、上記試料調製方法に用いるための、疎水性置換基を提供する化合物を含む、置換基導入試薬に関する。 The present invention further relates to a substituent-introducing reagent containing a compound that provides a hydrophobic substituent for use in the above sample preparation method.
疎水性置換基を提供する化合物としては、例えば、イソチオシアン酸1-ナフチル、ジフェニルアセチルクロリド、4-tert-ブチル安息香酸、インドール-2-カルボン酸、ジフェニルメチルトリクロロアセトイミダート、ヨードメタン、トリメチルシリルジアゾメタン等を挙げることができる。 Examples of compounds that provide hydrophobic substituents include 1-naphthyl isothiocyanate, diphenylacetyl chloride, 4-tert-butylbenzoic acid, indole-2-carboxylic acid, diphenylmethyltrichloroacetimidate, iodomethane, trimethylsilyldiazomethane, and the like. can be mentioned.
置換基導入試薬は、任意に、酸塩化物、N-ヒドロキシスクシンイミドエステル、カルボン酸、イソチオシアン酸、アルコール、ハロゲン化アルキル、トリクロロアセトイミダート等を含んでもよい。 Substituent introducing reagents may optionally include acid chlorides, N-hydroxysuccinimide esters, carboxylic acids, isothiocyanates, alcohols, alkyl halides, trichloroacetimidates, and the like.
結晶スポンジ法は、参照によりその全体が本願に組み込まれる特許第5969616号において詳細に説明されている。 The crystalline sponge method is described in detail in US Pat. No. 5,969,616, which is incorporated herein by reference in its entirety.
以下、本発明で用いられる結晶スポンジ法を、A)ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶、B)ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶の製造方法、C)結晶構造解析用試料の作製方法、及び、D)有機化合物の分子構造決定方法、に項分けして詳細に説明する。 Hereinafter, the crystal sponge method used in the present invention will be described as A) a polymer metal complex crystal containing a guest compound, B) a method for producing a polymer metal complex crystal containing a guest compound, C) a method for preparing a sample for crystal structure analysis, and D) Method for Determining Molecular Structure of Organic Compounds.
A)ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶
ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶は、配位性部位を2つ以上有する配位子及び中心金属としての金属イオンとを含む高分子金属錯体であって、前記配位子が前記金属イオンに配位して形成された三次元ネットワーク構造を有し、かつ、該三次元ネットワーク構造内に三次元的に規則正しく整列した空隙を有する高分子金属錯体の前記空隙内に、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、エーテル類、エステル類、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、及びニトリル類からなる群から選ばれる少なくとも一種がゲスト化合物(A)として内包されてなり、前記空隙内における、前記ゲスト化合物(A)の存在量が、前記空隙内に内包されているすべてのゲスト化合物に対して60モル%以上であることを特徴とする。
A) Guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal The guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal is a polymer metal complex containing a ligand having two or more coordinating sites and a metal ion as a central metal, The voids of the polymer-metal complex, which has a three-dimensional network structure formed by the coordination of the ligand to the metal ion, and voids that are arranged three-dimensionally and regularly within the three-dimensional network structure. At least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, ethers, esters, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, and nitriles is included as a guest compound (A). The amount of the guest compound (A) present in the voids is 60 mol % or more of all the guest compounds contained in the voids.
(i)高分子金属錯体
高分子金属錯体は、配位性部位を2つ以上有する配位子及び中心金属としての金属イオンとを含む三次元ネットワーク構造を有するものである。
ここで、「三次元ネットワーク構造」とは、配位子(配位性部位を2つ以上有する配位子及びその他の単座配位子)と金属イオンが結合して形成された構造単位が、三次元的に繰り返されてなる網状の構造をいう。
(i) Polymer metal complex A polymer metal complex has a three-dimensional network structure including a ligand having two or more coordinating sites and a metal ion as a central metal.
Here, the term "three-dimensional network structure" refers to a structural unit formed by binding a ligand (a ligand having two or more coordinating sites and other monodentate ligands) and a metal ion, It refers to a network structure that is repeated three-dimensionally.
〔配位子〕
配位性部位を2つ以上有する配位子(以下、「多座配位子」ということがある。)は、金属イオンに配位して、前記三次元ネットワーク構造を形成し得るものである限り特に限定されず、公知の多座配位子を利用することができる。
ここで、「配位性部位」とは、配位結合が可能な非共有電子対を有する、配位子中の原子又は原子団をいう。例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子等のヘテロ原子;ニトロ基、アミノ基、シアノ基、カルボキシル基等の原子団;等が挙げられる。なかでも、窒素原子又は窒素原子を含む原子団が好ましい。
[Ligand]
A ligand having two or more coordinating sites (hereinafter sometimes referred to as a "polydentate ligand") is capable of forming the three-dimensional network structure by coordinating with a metal ion. It is not particularly limited as long as it is used, and known polydentate ligands can be used.
Here, the term "coordination site" refers to an atom or atomic group in a ligand having a lone pair of electrons capable of coordinative bonding. Examples thereof include heteroatoms such as a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom and a phosphorus atom; atomic groups such as a nitro group, an amino group, a cyano group and a carboxyl group; and the like. Among them, a nitrogen atom or an atomic group containing a nitrogen atom is preferable.
また、多座配位子としては、配位子の平面性が高く、強固な三次元ネットワーク構造が形成され易いことから、芳香環を有するものが好ましい。
さらに、比較的大きな空隙を有する高分子金属錯体を容易に得ることができる観点から、多座配位子としては、配位性部位を2つ以上有する配位子が好ましく、配位性部位を3つ有する配位子(以下、「三座配位子」ということがある。)がより好ましく、3つの配位性部位の非共有電子対(軌道)が擬同一平面上に存在し、かつ、3つの配位性部位が、三座配位子の中心部に対して等間隔放射状に配置されているものがさらに好ましい。
Moreover, as the multidentate ligand, those having an aromatic ring are preferable because the ligand has high planarity and is likely to form a strong three-dimensional network structure.
Furthermore, from the viewpoint of easily obtaining a polymer metal complex having relatively large voids, the multidentate ligand is preferably a ligand having two or more coordinating sites. A ligand having three (hereinafter sometimes referred to as a "tridentate ligand") is more preferable, and the lone pairs of electrons (orbitals) of the three coordinating sites are present on the quasi-coplanar plane, and , three coordinating sites are evenly spaced radially with respect to the center of the tridentate ligand.
ここで、「擬同一平面上に存在する」とは、各非共有電子対が、同一平面上に存在する状態の他、若干ずれた平面、例えば、基準となる平面に対して、20°以下で交差するような平面に存在する状態も含む意味である。
また、「3つの配位性部位が、三座配位子の中心部に対して等間隔放射状に配置されている」とは、配位子の中心部から等間隔で放射状に延びる線上に、3つの配位性部位が前記中心部から略等距離に配置されている状態をいう。
Here, "existing on the quasi-coplanar plane" means that each lone pair exists on the same plane, or is slightly deviated from the plane, for example, 20° or less with respect to the reference plane. This also includes states existing on planes that intersect with .
Further, "the three coordinating sites are arranged radially at equal intervals with respect to the central part of the tridentate ligand" means that on a line radially extending from the central part of the ligand at equal intervals, It refers to a state in which three coordinating sites are arranged at substantially equal distances from the center.
三座配位子としては、例えば、式(1)
(式中、Arは、置換基を有していてもよい3価の芳香族基を表す。X1~X3は、それぞれ独立に、2価の有機基、又はArとY1~Y3とを直接結ぶ単結合を表す。Y1~Y3は、それぞれ独立に、配位性部位を有する1価の有機基を表す。)で示される配位子が挙げられる。
Examples of tridentate ligands include formula (1)
(In the formula, Ar represents a trivalent aromatic group which may have a substituent. X 1 to X 3 are each independently a divalent organic group, or Ar and Y 1 to Y 3 Y 1 to Y 3 each independently represent a monovalent organic group having a coordinating site.).
式(1)中、Arは3価の芳香族基を表す。
Arを構成する炭素原子の数は、通常3~22、好ましくは3~13、より好ましくは3~6である。
In formula (1), Ar represents a trivalent aromatic group.
The number of carbon atoms constituting Ar is usually 3-22, preferably 3-13, more preferably 3-6.
Arとしては、6員環の芳香環1つからなる単環構造を有する3価の芳香族基や、6員環の芳香環が3個縮合してなる縮合環構造を有する3価の芳香族基が挙げられる。 Ar is a trivalent aromatic group having a monocyclic structure consisting of one six-membered aromatic ring, or a trivalent aromatic group having a condensed ring structure consisting of three condensed six-membered aromatic rings. groups.
6員環の芳香環1つからなる単環構造を有する3価の芳香族基としては、下記式(2a)~式(2d)で示される基が挙げられる。また、6員環の芳香環が3個縮合してなる縮合環構造を有する3価の芳香族基としては、下記式(2e)で示される基が挙げられる。なお、式(2a)~式(2e)において、「*」は、それぞれ、X1~X3との結合位置を表す。 Examples of the trivalent aromatic group having a monocyclic structure consisting of one six-membered aromatic ring include groups represented by the following formulas (2a) to (2d). Examples of the trivalent aromatic group having a condensed ring structure in which three six-membered aromatic rings are condensed include groups represented by the following formula (2e). In formulas (2a) to (2e), "*" represents the bonding position with X 1 to X 3 respectively.
Arは、式(2a)、式(2c)~式(2e)で示される芳香族基の任意の位置に置換基を有するものであってもよい。かかる置換基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n-プロピル基、t-ブチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基等のアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;等が挙げられる。これらの中でも、式(2a) 又は(2b)で示される芳香族基が好ましく、式(2b)で示される芳香族基が特に好ましい。 Ar may have a substituent at any position of the aromatic group represented by formulas (2a) and (2c) to (2e). Such substituents include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, isopropyl group, n-propyl group and t-butyl group; alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group and n-butoxy group; fluorine halogen atoms such as atoms, chlorine atoms, bromine atoms; Among these, the aromatic group represented by formula (2a) or (2b) is preferred, and the aromatic group represented by formula (2b) is particularly preferred.
X1~X3は、それぞれ独立に、2価の有機基、又はArとY1~Y3とを直接結ぶ単結合を表す。 X 1 to X 3 each independently represent a divalent organic group or a single bond directly connecting Ar and Y 1 to Y 3 .
2価の有機基としては、Arとともに、π電子共役系を構成し得るものが好ましい。X1~X3で表される2価の有機基がπ電子共役系を構成することで、式(1)で示される三座配位子の平面性が向上し、より強固な三次元ネットワーク構造が形成され易くなる。
2価の有機基を構成する炭素原子の数は、2~18が好ましく、2~12がより好ましく、2~6がさらに好ましい。
As the divalent organic group, those capable of forming a π-electron conjugated system together with Ar are preferable. The divalent organic groups represented by X 1 to X 3 form a π-electron conjugated system, thereby improving the planarity of the tridentate ligand represented by formula (1) and forming a stronger three-dimensional network. structure is easier to form.
The number of carbon atoms constituting the divalent organic group is preferably 2-18, more preferably 2-12, even more preferably 2-6.
2価の有機基としては、炭素数2~10の2価の不飽和脂肪族基、6員芳香環1つからなる単環構造を有する2価の有機基、6員芳香環が2~4個縮合してなる縮合環構造を有する2価の有機基、アミド基〔-C(=O)-NH-〕、エステル基〔-C(=O)-O-〕、これらの2価の有機基の2種以上の組み合わせ等が挙げられる。 The divalent organic group includes a divalent unsaturated aliphatic group having 2 to 10 carbon atoms, a divalent organic group having a monocyclic structure consisting of one 6-membered aromatic ring, and 2 to 4 6-membered aromatic rings. A divalent organic group having a condensed ring structure formed by individual condensation, an amide group [-C(=O)-NH-], an ester group [-C(=O)-O-], these divalent organic A combination of two or more groups and the like can be mentioned.
炭素数2~10の2価の不飽和脂肪族基としては、ビニレン基、アセチレン基(エチニレン基)等が挙げられる。
6員環の芳香環1つからなる単環構造を有する2価の有機基としては、1,4-フェニレン基等が挙げられる。
6員環の芳香環が2~4個縮合してなる縮合環構造を有する2価の有機基としては、1,4-ナフチレン基、1,5-ナフチレン基、2,6-ナフチレン基、アントラセン-1,4-ジイル基等が挙げられる。
これらの2価の有機基の2種以上の組み合わせとしては、下記のものが挙げられる。
Examples of the divalent unsaturated aliphatic group having 2 to 10 carbon atoms include a vinylene group and an acetylene group (ethynylene group).
Examples of the divalent organic group having a monocyclic structure consisting of one 6-membered aromatic ring include a 1,4-phenylene group.
The divalent organic group having a condensed ring structure in which 2 to 4 six-membered aromatic rings are condensed includes a 1,4-naphthylene group, a 1,5-naphthylene group, a 2,6-naphthylene group and anthracene. -1,4-diyl group and the like.
Combinations of two or more of these divalent organic groups include the following.
これらの芳香環は、環内に、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいてもよい。
また、2価の有機基は、置換基を有するものであってもよい。かかる置換基としては、Arの置換基として先に示したものと同様のものが挙げられる。
これらの中でも、X1~X3で表される2価の有機基としては、下記のものが好ましい。
These aromatic rings may contain heteroatoms such as nitrogen, oxygen and sulfur atoms in the ring.
Moreover, the divalent organic group may have a substituent. Examples of such substituents include the same substituents as those described above for Ar.
Among these, the following are preferred as the divalent organic groups represented by X 1 to X 3 .
Y1~Y3は、それぞれ独立に、配位性部位を有する1価の有機基を表す。
Y1~Y3で表される有機基としては、Ar、X1~X3とともに、π電子共役系を構成し得るものが好ましい。
Y1~Y3で表される有機基がπ電子共役系を構成することで、式(1)で示される三座配位子の平面性が向上し、強固な三次元ネットワーク構造が形成され易くなる。
Y1~Y3を構成する炭素原子の数は、5~11が好ましく、5~7がより好ましい。
Y 1 to Y 3 each independently represent a monovalent organic group having a coordinating site.
As the organic groups represented by Y 1 to Y 3 , those capable of forming a π-electron conjugated system together with Ar and X 1 to X 3 are preferred.
When the organic groups represented by Y 1 to Y 3 form a π-electron conjugated system, the planarity of the tridentate ligand represented by formula (1) is improved and a strong three-dimensional network structure is formed. becomes easier.
The number of carbon atoms constituting Y 1 to Y 3 is preferably 5-11, more preferably 5-7.
Y1~Y3としては、下記式(3a)~式(3f)で示される有機基が挙げられる。なお、式(3a)~式(3f)において、「*」は、X1~X3との結合位置を表す。 Y 1 to Y 3 include organic groups represented by the following formulas (3a) to (3f). In formulas (3a) to (3f), "*" represents the bonding position with X 1 to X 3 .
Y1~Y3は、式(3a)~式(3f)で示される有機基の任意の位置に、置換基を有するものであってもよい。かかる置換基としては、Arの置換基として先に例示したものと同様のものが挙げられる。
これらの中でも、式(3a)で表される基が特に好ましい。
Y 1 to Y 3 may have a substituent at any position of the organic groups represented by formulas (3a) to (3f). Examples of such substituents include those exemplified above as the substituents of Ar.
Among these, the group represented by formula (3a) is particularly preferred.
式(1)で示される三座配位子中の、Ar、X1~X3、Y1~Y3を適宜選択することで、高分子金属錯体の空隙の大きさを調節することができる。この方法を利用することで、分子構造を決定する有機化合物を包接し得る大きさの空隙を有する高分子金属錯体の単結晶を効率よく得ることができる。 By appropriately selecting Ar, X 1 to X 3 , and Y 1 to Y 3 in the tridentate ligand represented by formula (1), the pore size of the polymer metal complex can be adjusted. . By using this method, it is possible to efficiently obtain a single crystal of a polymer-metal complex having voids large enough to clathrate an organic compound that determines the molecular structure.
式(1)で示される三座配位子としては、強固な三次元ネットワーク構造が形成され易いことから、平面性及び対称性が高く、かつ、π共役系が配位子全体に広がっているものが好ましい。このような三座配位子としては、下記式(4a)~式(4f)で示される配位子が挙げられる。 As a tridentate ligand represented by formula (1), a strong three-dimensional network structure is likely to be formed, so it has high planarity and symmetry, and a π-conjugated system spreads over the entire ligand. things are preferred. Examples of such a tridentate ligand include ligands represented by the following formulas (4a) to (4f).
これらの中でも、式(1)で示される三座配位子としては、上記式(4a)で示される2,4,6-トリス(4-ピリジル)-1,3,5-トリアジン(TPT)が特に好ましい。 Among these, the tridentate ligand represented by formula (1) includes 2,4,6-tris(4-pyridyl)-1,3,5-triazine (TPT) represented by formula (4a) above. is particularly preferred.
〔金属イオン〕
中心金属としての金属イオンは、前記多座配位子と配位結合を形成して、三次元ネットワーク構造を形成し得るものである限り特に限定されず、公知の金属イオンが挙げられる。なかでも、鉄イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、銅イオン、亜鉛イオン、銀イオン等の周期表第8~12族の金属のイオンが好ましく、2価の、周期表第8~12族の金属イオンがより好ましい。なかでも、大きな空隙を有する高分子金属錯体が得られ易いことから、亜鉛(II)イオン、コバルト(II)イオンが特に好ましい。
〔Metal ions〕
The metal ion as the central metal is not particularly limited as long as it can form a coordinate bond with the multidentate ligand to form a three-dimensional network structure, and includes known metal ions. Among them, metal ions of groups 8 to 12 of the periodic table such as iron ions, cobalt ions, nickel ions, copper ions, zinc ions, and silver ions are preferable, and divalent metal ions of groups 8 to 12 of the periodic table. is more preferred. Among them, zinc (II) ions and cobalt (II) ions are particularly preferred, since a polymer metal complex having large voids can be easily obtained.
〔高分子金属錯体を構成するその他の成分〕
高分子金属錯体は、通常、中性の多座配位子の他に、対イオンとなる単座配位子が配位することで安定化されている。
かかる単座配位子としては、塩化物イオン(Cl-)、臭化物イオン(Br-)、ヨウ化物イオン(I-)、チオシアン酸イオン(SCN-)等の1価の陰イオンが挙げられる。
[Other Components Constituting Polymer Metal Complex]
Polymer metal complexes are usually stabilized by the coordination of a neutral multidentate ligand and a monodentate ligand that serves as a counterion.
Such monodentate ligands include monovalent anions such as chloride ion (Cl - ), bromide ion (Br - ), iodide ion (I - ) and thiocyanate ion (SCN - ).
また、高分子金属錯体は、溶媒;アンモニア、モノアルキルアミン、ジアルキルアミン、トリアルキルアミン、エチレンジアミン等の電気的に中性の配位性化合物;後述する骨格形成性芳香族化合物;を含むものであってもよい。 Further, the polymer metal complex contains a solvent; an electrically neutral coordinating compound such as ammonia, monoalkylamine, dialkylamine, trialkylamine, ethylenediamine; and a skeleton-forming aromatic compound described later. There may be.
「骨格形成性芳香族化合物」とは、配位結合以外の結合又は相互作用によって、三次元ネットワーク構造中に拘束され、ホスト分子(ゲスト化合物を取り込むことができる化合物)の骨格の一部を構成する芳香族化合物をいう。高分子金属錯体が骨格形成性芳香族化合物を含むことで、その三次元ネットワーク構造がより強固になり易く、分子構造を決定する有機化合物の分子を包接した後であっても、三次元ネットワーク構造がより安定化する場合がある。 A “skeleton-forming aromatic compound” is constrained in a three-dimensional network structure by bonds or interactions other than coordinate bonds, and constitutes part of the skeleton of a host molecule (compound that can incorporate a guest compound). An aromatic compound that When the polymer metal complex contains the skeleton-forming aromatic compound, the three-dimensional network structure tends to become stronger, and the three-dimensional network can be formed even after inclusion of the molecules of the organic compound that determine the molecular structure. The structure may become more stable.
骨格形成性芳香族化合物としては、縮合多環芳香族化合物が挙げられる。例えば、下記式(5a)~式(5i)で示されるものが挙げられる。 Skeleton-forming aromatic compounds include condensed polycyclic aromatic compounds. Examples thereof include those represented by the following formulas (5a) to (5i).
〔高分子金属錯体の三次元ネットワーク構造〕
高分子金属錯体の三次元ネットワーク構造は、前記多座配位子が前記金属イオンに配位して形成されたものであり、その内部に、三次元的に規則正しく整列した空隙を有する。
[Three-dimensional network structure of polymer metal complex]
The three-dimensional network structure of the polymer metal complex is formed by coordinating the multidentate ligands to the metal ions, and has voids that are three-dimensionally and regularly arranged therein.
ここで、「三次元的に規則正しく整列した空隙」とは、単結晶X線構造解析によって、空隙を確認することができる程度に乱れなく、規則的に整列している空隙をいう。空隙は、以下に定義される細孔及び中空を含む。
「細孔」は、後述する図3(a)、(b)に示すごとく、三次元ネットワーク構造の間に形成された空間A、Bや、図4(a)に示すごとく、球状錯体構造の繰り返し単位間に形成された空間等のように、高分子金属錯体の三次元ネットワーク構造の間に形成された空間を意味する。また、「中空」とは、図4(a)に示す球状錯体構造の繰り返し単位(線で囲まれた部分、図4(b)参照)における、球状錯体構造が有する内部空間をいう。
なお、本明細書において、「三次元ネットワーク構造内の細孔」、「高分子金属錯体の細孔」、「単結晶中の細孔」はいずれも同じ意味を表す。
Here, "voids that are three-dimensionally regularly aligned" refer to voids that are regularly aligned without disorder to the extent that the voids can be confirmed by single crystal X-ray structural analysis. Voids include pores and hollows defined below.
The "pores" refer to the spaces A and B formed between the three-dimensional network structures as shown in FIGS. It means a space formed between three-dimensional network structures of a polymer metal complex, such as a space formed between repeating units. The term “hollow” refers to the internal space of the spherical complex structure in the repeating unit of the spherical complex structure shown in FIG. 4(a) (the part surrounded by lines, see FIG. 4(b)).
In this specification, "pores in the three-dimensional network structure", "pores in the polymer-metal complex", and "pores in the single crystal" all have the same meaning.
三次元ネットワーク構造は、上記の構造的特徴を有し、かつ、前記空隙が、分子構造を決定する有機化合物の分子を包接し得る大きさのものである限り、特に限定されない。
一般的に、配位子の中心から、配位性部位までの距離が長い多座配位子を用いると、相対的に空隙が大きい高分子金属錯体が得られ、配位子の中心から、配位性部位までの距離が短い多座配位子を用いると、相対的に空隙が小さい高分子金属錯体が得られる。
The three-dimensional network structure is not particularly limited as long as it has the above structural characteristics and the voids are of a size capable of enclosing the molecules of the organic compound that determine the molecular structure.
In general, when a multidentate ligand with a long distance from the center of the ligand to the coordinating site is used, a polymer metal complex with relatively large voids can be obtained. The use of polydentate ligands with short distances to coordinating sites yields polymer metal complexes with relatively small voids.
細孔の大きさは、細孔が延在する方向に対して、最も垂直に近い結晶面と平行な面(以下、平行面ということがある。)における細孔の内接円(以下、単に「細孔の内接円」ということがある。)の直径と相関がある。 The size of the pore is the inscribed circle of the pore (hereinafter simply It is sometimes called "the inscribed circle of the pore").
「細孔が延在する方向」は、以下の方法により決定することができる。
すなわち、まず、対象の細孔を横切る適当な方向の結晶面X(A面、B面、C面かそれぞれの対角面など)を選ぶ。そして、結晶面X上に存在し、かつ、ホスト分子を構成する原子を、ファンデルワールス半径を用いて表すことで、結晶面Xを切断面とする細孔の断面図を描く。同様に、当該結晶面Xと一単位胞ずれた結晶面Yを切断面とする細孔の断面図を描く。次に、それぞれの結晶面における細孔の断面形状の中心間を、立体図において直線(一点鎖線)で結ぶ(図1参照)。このとき得られる直線の方向が、細孔が延在する方向である。
The "direction in which the pores extend" can be determined by the following method.
That is, first, an appropriately oriented crystal plane X (A plane, B plane, C plane, or a diagonal of each, etc.) is selected across the pore of interest. Then, by representing atoms existing on the crystal plane X and constituting the host molecule using van der Waals radii, a cross-sectional view of the pore with the crystal plane X as the cross section is drawn. Similarly, a cross-sectional view of a pore is drawn with a crystal plane Y, which is shifted by one unit cell from the crystal plane X, as a cutting plane. Next, the centers of the cross-sectional shapes of the pores on the respective crystal planes are connected by straight lines (one-dot chain lines) in a three-dimensional view (see FIG. 1). The direction of the straight line obtained at this time is the direction in which the pores extend.
また、「細孔の内接円の直径」は、以下の方法により求めることができる。
すなわち、まず、上記と同様の方法により、前記平行面を切断面とする細孔の断面図を描く。次に、その断面図において細孔の内接円を描き、その直径を測定した後、得られた測定値を実際のスケールに換算することで、実際の細孔の内接円の直径を求めることができる。
さらに、前記平行面を、一単位胞分、徐々に平行移動させながら、各平行面における細孔の内接円の直径を測定することで、最も狭い部分の内接円の直径と、最も広い部分の内接円の直径が求められる。
Also, the "diameter of the inscribed circle of the pore" can be obtained by the following method.
That is, first, a cross-sectional view of the pore with the parallel plane as the cross-section is drawn by the same method as described above. Next, draw an inscribed circle of the pore in the cross-sectional view, measure the diameter, and then convert the obtained measured value to an actual scale to obtain the actual diameter of the inscribed circle of the pore. be able to.
Furthermore, the diameter of the inscribed circle of the narrowest part and the widest part are measured by measuring the diameter of the inscribed circle of the pore in each parallel plane while gradually moving the parallel plane by one unit cell. The diameter of the inscribed circle of the part is determined.
高分子金属錯体の細孔の内接円の直径は、2~30Åが好ましく、3~10Åがより好ましい。 The diameter of the inscribed circle of the pores of the polymer metal complex is preferably 2 to 30 Å, more preferably 3 to 10 Å.
また、細孔の形状が真円とは大きく異なる場合、上記平行面における細孔の内接楕円の短径及び長径から、高分子金属錯体のゲスト分子包接能を予測することが好ましい。
高分子金属錯体の細孔の内接楕円の長径は、2~30Åが好ましく、3~10Åがより好ましい。また、高分子金属錯体の細孔の内接楕円の短径は、2~30Åが好ましく、3~10Åがより好ましい。
In addition, when the shape of the pore is greatly different from a perfect circle, it is preferable to predict the guest molecule inclusion ability of the polymer metal complex from the minor axis and the major axis of the inscribed ellipse of the pore in the parallel plane.
The length of the inscribed ellipse of the pore of the polymer metal complex is preferably 2 to 30 Å, more preferably 3 to 10 Å. The minor axis of the inscribed ellipse of the pores of the polymer metal complex is preferably 2 to 30 Å, more preferably 3 to 10 Å.
高分子金属錯体の細孔容積は、論文Acta Crystallogr.A46,194-201(1990)に記載の手法により求めることができる。すなわち、計算プログラム(PLATON SQUEEZE PROGRAM)により算出したSolvent Accessible Void(単位格子内の空隙体積)をもとに「単結晶の体積×単位胞における空隙率」を用いて計算することができる。
高分子金属錯体の細孔容積(一粒の単結晶中のすべての細孔の容積)は、1×10-7~0.1mm3が好ましく、1×10-5~1×10-3mm3がより好ましい。
The pore volume of polymeric metal complexes is determined in the article Acta Crystallogr. A46, 194-201 (1990). That is, it can be calculated using "single crystal volume×void ratio in unit cell" based on Solvent Accessible Void (void volume in unit cell) calculated by a calculation program (PLATON SQUEEZE PROGRAM).
The pore volume of the polymer metal complex (the volume of all pores in one single crystal) is preferably 1×10 −7 to 0.1 mm 3 , more preferably 1×10 −5 to 1×10 −3 mm. 3 is more preferred.
また、上述のように、高分子金属錯体が球状錯体構造の繰り返し単位からなる場合、各球状錯体構造は内部空間(中空)を有する。中空の大きさも、細孔容積と同様に、論文Acta Crystallogr.A46,194-201(1990)に記載の手法により求めることができる。 Moreover, as described above, when the polymer metal complex is composed of repeating units of spherical complex structures, each spherical complex structure has an internal space (hollow). Hollow size, as well as pore volume, is also determined in the article Acta Crystallogr. A46, 194-201 (1990).
高分子金属錯体は、ゲスト化合物をその空隙内に取り込んだ後においても結晶性を失わず、かつ、比較的大きな空隙を有するものが好ましい。 The polymer metal complex preferably does not lose its crystallinity even after the guest compound is incorporated into the pores and has relatively large pores.
これらの高分子金属錯体は、その空隙内に、高分子金属錯体の合成時に用いた有機溶媒(以下、「結晶化溶媒」ということがある。)を内包している。
この結晶化溶媒がゲスト化合物(A)であれば、得られる高分子金属錯体は、ゲスト化合物内包高分子金属錯体に相当する。
結晶化溶媒がゲスト化合物(A)でない場合には、後述するように、結晶化溶媒を、ゲスト化合物(A)にゲスト置換することにより、結晶構造解析用試料の作製に好適に用いることができるゲスト化合物内包高分子金属錯体とすることができる。
These polymer metal complexes contain the organic solvent (hereinafter, sometimes referred to as "crystallization solvent") used during the synthesis of the polymer metal complex in the voids thereof.
If the crystallization solvent is the guest compound (A), the obtained polymer metal complex corresponds to a guest compound-encapsulating polymer metal complex.
When the crystallization solvent is not the guest compound (A), it can be suitably used for preparing a sample for crystal structure analysis by substituting the guest compound (A) for the crystallization solvent as a guest, as described later. It can be a guest compound-encapsulating polymer metal complex.
高分子金属錯体は、一般的には、配位性部位を2つ以上有する配位子の第1の溶媒溶液と、金属塩を含む第2の溶媒溶液とを、前記配位子と金属イオンとが所定割合となるように混合することで得ることができる。例えば、配位子として、前記式(1)で示される三座配位子を用い、金属塩として、ヨウ化亜鉛、臭化亜鉛等の亜鉛(II)の塩;チオシアン酸コバルト等のコバルト(II)の塩等を用いることができる。なお、高分子金属錯体の合成方法の詳細は後述する。 A polymer metal complex is generally prepared by combining a first solvent solution of a ligand having two or more coordinating sites and a second solvent solution containing a metal salt with the ligand and a metal ion. can be obtained by mixing so as to have a predetermined ratio. For example, as a ligand, a tridentate ligand represented by the formula (1) is used, and as a metal salt, zinc (II) salts such as zinc iodide and zinc bromide; cobalt thiocyanate and the like ( II) salts and the like can be used. The details of the method for synthesizing the polymer metal complex will be described later.
高分子金属錯体の具体例としては、三座配位子として、前記式(4a)で示されるTPT(2,4,6-トリス(4-ピリジル)-1,3,5-トリアジン)を用いることにより得られる、下記式(6a)~式(6d)で示される高分子金属錯体が挙げられる。これらの高分子金属錯体は、高分子金属錯体として特に適している。 As a specific example of the polymer metal complex, TPT (2,4,6-tris(4-pyridyl)-1,3,5-triazine) represented by the formula (4a) is used as the tridentate ligand. Polymer metal complexes represented by the following formulas (6a) to (6d) obtained by These polymeric metal complexes are particularly suitable as polymeric metal complexes.
上記式(6a)~式(6d)中、「solv」は、空隙に内包された結晶化溶媒を表し、「SA」は、骨格形成性芳香族化合物を表し、a、bは任意の自然数を表す。
以下、これらの高分子金属錯体について詳しく説明する。なお、以下の説明中、配位子や溶媒分子を以下のように省略することがある。
In the above formulas (6a) to (6d), "solv" represents the crystallization solvent contained in the voids, "SA" represents the skeleton-forming aromatic compound, and a and b represent any natural number. show.
These polymer metal complexes will be described in detail below. In the following explanation, ligands and solvent molecules may be omitted as follows.
PhNO2:ニトロベンゼン
TPH:トリフェニレン
PER:ペリレン
MeOH:メタノール
DCB:1,2-ジクロロベンゼン
PhNO 2 : nitrobenzene TPH: triphenylene PER: perylene MeOH: methanol DCB: 1,2-dichlorobenzene
(1)[(ZnI2)3(TPT)2(solv)a]b (6a)
式(6a)で示される高分子金属錯体としては、特開2008-214584号公報、J.Am.Chem.Soc.2004,v.126,pp16292-16293に記載の[(ZnI2)3(TPT)2(PhNO2)5.5]n(高分子金属錯体1)が挙げられる。
(1) [(ZnI2) 3 (TPT) 2 (solv) a ] b ( 6a)
As the polymer metal complex represented by the formula (6a), JP-A-2008-214584, J. Am. Am. Chem. Soc. 2004, v. 126, pp. 16292-16293, [(ZnI 2 ) 3 (TPT) 2 (PhNO 2 ) 5.5 ] n (polymer metal complex 1).
高分子金属錯体1の三次元ネットワーク構造を図2(a)~(d)に示す。
高分子金属錯体1の三次元ネットワーク構造は、2つの三次元ネットワーク構造5と6から構成される。三次元ネットワーク構造5、6中、各亜鉛(II)イオンには、2つのTPTのピリジル基と2つのヨウ化物イオンが四配位四面体型で配位している。そして、TPTによって、この亜鉛(II)イオンを含む構造同士が三次元的に結ばれることで、それぞれの三次元ネットワーク構造が形成されている〔図2(a)〕。
The three-dimensional network structure of
The three-dimensional network structure of polymer-
三次元ネットワーク構造5、6は、それぞれ、最も短い閉鎖環状連鎖構造として、TPT10分子とZn10原子とからなる閉鎖環状連鎖構造を有している〔図2(b)〕。
これらの三次元ネットワーク構造5、6は、(010)軸に沿ったピッチが15Åの螺旋状のヘキサゴナル三次元ネットワーク構造とみなすことができる〔図2(c)〕。
The three-
These three-
三次元ネットワーク構造5、6は、同じ亜鉛(II)イオンを共有することはなく、互いに独立している。そして、同一の空間を共有するように互いに入り組んだ入れ子状に相互貫通することで、複合化三次元ネットワーク構造を構成する。
この複合化三次元ネットワーク構造を有する高分子金属錯体1は、規則的に整列した1種類の細孔を有している〔図2(d)〕。
The three-
The polymer-
高分子金属錯体1の空隙率は、50%である。
高分子金属錯体1の細孔の内接円の直径は、5~8Åである。
The porosity of the
The diameter of the inscribed circle of the pores of the
(2)[(ZnBr2)3(TPT)2(solv)a]b (6b)
式(6b)で示される高分子金属錯体としては、特開2008-214318号公報に記載の[(ZnBr2)3(TPT)2(PhNO2)5(H2O)]n(高分子金属錯体2)が挙げられる。
(2) [( ZnBr2 ) 3 (TPT) 2 (solv) a ] b (6b)
Examples of the polymer metal complex represented by formula (6b) include [(ZnBr 2 ) 3 (TPT) 2 (PhNO 2 ) 5 (H 2 O)] n (polymer metal Complex 2) can be mentioned.
高分子金属錯体2は、(ZnI2)が(ZnBr2)に置き換わっている点を除き、高分子金属錯体1の三次元ネットワーク構造と同様の構造を有している。
高分子金属錯体2の細孔の形状や大きさ、及び空隙率は、高分子金属錯体1のものとほぼ同じである。
The shape, size and porosity of the pores of
(3)[(ZnI2)3(TPT)2(SA)(solv)a)]b (6c)
式(6c)で示される高分子金属錯体としては、特開2006-188560号公報に記載の[(ZnI2)3(TPT)2(TPH)(PhNO2)3.9(MeOH)1.8]n(高分子金属錯体3)や、[(ZnI2)3(TPT)2(PER)(PhNO2)4]n(高分子金属錯体4)が挙げられる。
(3) [(ZnI2) 3 (TPT) 2 ( SA)(solv) a )] b (6c)
Examples of the polymer metal complex represented by formula (6c) include [(ZnI 2 ) 3 (TPT) 2 (TPH)(PhNO 2 ) 3.9 (MeOH) 1.8 ] n (high molecular metal complex 3) and [(ZnI 2 ) 3 (TPT) 2 (PER)(PhNO 2 ) 4 ] n (polymer metal complex 4).
高分子金属錯体3の三次元ネットワーク構造を図3(a)~(c)に示す。
高分子金属錯体3の三次元ネットワーク構造は、2つの三次元ネットワーク構造7と8から構成される。三次元ネットワーク構造7、8中、各亜鉛(II)イオンには、2つのヨウ化物イオンと2つのTPTのピリジル基が四配位四面体型で配位している。そして、TPTによって、この亜鉛(II)イオンを含む構造同士が三次元的に結ばれることで、それぞれの三次元ネットワーク構造が形成されている。
三次元ネットワーク構造7、8は、同じ亜鉛(II)イオンを共有することはなく、互いに独立している。そして、同一の空間を共有するように互いに入り組んだ入れ子状に相互貫通することで、複合化三次元ネットワーク構造を構成する。
The three-dimensional network structure of
The three-dimensional network structure of the
The three-
高分子金属錯体3中で、トリフェニレン分子(11)は、3次元ネットワーク構造7のトリス(4-ピリジル)トリアジン〔TPT(9)〕のπ平面と、3次元ネットワーク構造8のトリス(4-ピリジル)トリアジン〔TPT(10)〕のπ平面との間に強固に挿入(インターカレート)されている〔図3(b)〕。このとき、トリフェニレン分子は、TPT(9)及びTPT(10)間のπ-π相互作用によって安定化され、高分子金属錯体3の主骨格の一部として機能している。なお、図3(b)は、図3(a)中の線で囲った部分を横から見たときの図である。
In the
高分子金属錯体3には、その三次元ネットワーク構造内に規則的に配列した2種の細孔(細孔A及びB)が存在する〔図3(c)〕。細孔A及びBは、TPTとTPHが交互に積み重なった積み重ね構造の間に、それぞれ規則的に形成されている。
細孔Aは、ほぼ円筒型であり、且つ、積み重なった無数のTPT及びTPHのπ平面の側縁に存在する水素原子でほぼ取り囲まれている。
一方、細孔Bは、略三角柱型であり、且つ、その三角柱を形成する3方の面のうち、2つはTPTのπ平面に取り囲まれ、もう一つは積み重なった無数のTPT及びTPHのπ平面の側縁に存在する水素原子で取り囲まれている。
これら細孔A及びBは、若干蛇行した細長い形状を有している。
The
The pore A is approximately cylindrical and is substantially surrounded by hydrogen atoms present on the side edges of the π-planes of the numerous stacked TPTs and TPHs.
On the other hand, the pore B has a substantially triangular prism shape, and of the three faces forming the triangular prism, two are surrounded by the π plane of TPT, and the other is a stack of countless TPT and TPH. It is surrounded by hydrogen atoms that lie on the side edges of the pi-plane.
These pores A and B have a slightly meandering elongated shape.
高分子金属錯体3の細孔の空隙率は、28%である。
高分子金属錯体3の細孔Aの内接円の直径は、5~8Åである。
高分子金属錯体3の細孔Bの内接円の直径は、5~8Åである。
The porosity of the pores of the
The diameter of the inscribed circle of the pore A of the
The diameter of the inscribed circle of the pore B of the
高分子金属錯体4は、高分子金属錯体3のトリフェニレン分子の代わりに、ペリレン分子が2つのTPTの間に挿入されている点を除き、高分子金属錯体3と同様の骨格構造を有する。
高分子金属錯体4の細孔の形状や大きさ、及び空隙率は、高分子金属錯体3のものとほぼ同じである。
The shape, size and porosity of the pores of the
(4)[(Co(NCS)2)3(TPT)4(solv)a]b (6d)
式(6d)で示される高分子金属錯体としては、WO2011/062260号公報に記載の[(Co(NCS)2)3(TPT)4(DCB)25(MeOH)5]n(高分子金属錯体5)が挙げられる。
(4) [(Co(NCS) 2 ) 3 (TPT) 4 (solv) a ] b (6d)
Examples of the polymer metal complex represented by formula (6d) include [(Co(NCS) 2 ) 3 (TPT) 4 (DCB) 25 (MeOH) 5 ] n (polymer metal complex 5).
高分子金属錯体5の三次元ネットワーク構造を図4(a)に示す。
高分子金属錯体5は、構造単位として、コバルトイオン6個と、TPT4個とから構成される〔Co6(TPT)4〕構造を有する。この構造単位は八面体型の立体形状を有し、該八面体の6つの頂点にコバルトイオンが配置されている〔図4(b)〕。各コバルト(II)イオンには、4つのTPTのピリジル基と2つのチオシアン酸イオンとが六配位八面体型で配位している。なお、図4(b)は、図4(a)中の線で囲った部分を拡大した図である。
そして、この〔Co6(TPT)4〕構造の各頂点に位置するコバルトイオンを共有しながら、〔Co6(TPT)4〕構造が三次元的に連結することで、〔Co6(TPT)4〕構造間に細孔が形成される〔図4(c)〕。
また、前記構造単位は、内部に中空を有している。
高分子金属錯体5の空隙率は、78%である。この値は、細孔及び中空の体積をあわせて算出した値である。
高分子金属錯体5の細孔の内接円の直径は、10~18Åである。
The three-dimensional network structure of the
The
Then, the [Co 6 (TPT) 4 ] structure is three-dimensionally linked while sharing the cobalt ions located at the respective vertices of the [Co 6 (TPT) 4 ] structure, thereby forming the [Co 6 (TPT) 4 ] Pores are formed between the structures [Fig. 4(c)].
Moreover, the structural unit has a hollow inside.
The porosity of the
The diameter of the inscribed circle of the pores of the
ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶としては、空隙内に最終的に取り込みを希望する有機化合物の取り込みを阻害せず、空隙内に内包するゲスト化合物(A)が有機化合物とゲスト交換し、有機化合物内包高分子金属錯体結晶となるものが好ましい。 As the guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal, the guest compound (A) encapsulated in the pores does not hinder the uptake of the organic compound that is desired to be finally incorporated into the pores, and the guest compound (A) encapsulated in the pores undergoes guest exchange with the organic compound to form an organic compound. It is preferable to form an encapsulated polymer metal complex crystal.
かかる観点から、ゲスト化合物(A)としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、エーテル類、エステル類、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、及びニトリル類からなる群から選ばれる少なくとも一種が好ましい。 From this point of view, the guest compound (A) is at least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, ethers, esters, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, and nitriles. is preferred.
ゲスト化合物(A)としての脂肪族炭化水素としては、前記空隙に入り得るものであれば特に制約はなく、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、テトラデカン、オクタデカン等の、鎖状又は分枝状の炭素数1~20の飽和脂肪族炭化水素;分子内に1又は2以上の、二重結合又は三重結合を有する、鎖状又は分枝型の炭素数2~20の不飽和脂肪族炭化水素;等が挙げられる。
The aliphatic hydrocarbon as the guest compound (A) is not particularly limited as long as it can enter the voids. Examples include methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, decane, tetradecane, Chain or branched saturated aliphatic hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms such as octadecane; chain or branched carbon atoms having 1 or 2 or more double bonds or triple bonds in the
脂環式炭化水素としては、前記空隙に入り得るものであれば特に制約はなく、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロへキサン、シクロへプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロドデカン、シクロウンデカン、デカリン等の炭素数3~20の飽和脂環式炭化水素;これらの分子内に1又は2以上の、二重結合又は三重結合を有する炭素数3~20の不飽和脂環式炭化水素;等が挙げられる。 The alicyclic hydrocarbon is not particularly limited as long as it can enter the voids. Examples include cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclononane, cyclodecane, cyclododecane, Saturated alicyclic hydrocarbons having 3 to 20 carbon atoms such as cycloundecane and decalin; unsaturated alicyclic hydrocarbons having 3 to 20 carbon atoms and having one or more double bonds or triple bonds in their molecules. hydrogen; and the like.
エーテル類としては、前記空隙に入り得るものであれば特に制約はなく、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、t-ブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、メチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,2-ジメトキシエタン、1,4-ジオキサン等が挙げられる。 Ethers are not particularly limited as long as they can enter the voids. dimethoxyethane, 1,4-dioxane and the like.
エステル類としては、前記空隙に入り得るものであれば特に制約はなく、例えば、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ペンチル、酢酸オクチル、乳酸エチル、プロピオン酸エチル、ブタン酸メチル、ブタン酸エチル、ブタン酸ペンチル、吉草酸ペンチル等が挙げられる。 Esters are not particularly limited as long as they can enter the voids. Examples include ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, pentyl acetate, octyl acetate, ethyl lactate, ethyl propionate, methyl butanoate, Examples include ethyl butanoate, pentyl butanoate, pentyl valerate and the like.
芳香族炭化水素としては、前記空隙に入り得るものであれば特に制約はなく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等が挙げられる。 The aromatic hydrocarbon is not particularly limited as long as it can enter the voids, and examples thereof include benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene.
ハロゲン化炭化水素としては、前記空隙に入り得るものであれば特に制約はなく、例えば、前記脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素として例示した化合物であって、分子内の炭素原子の1又は2以上が、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等ハロゲン原子で置換された化合物を例示することができる。具体的には、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、トリフルオロメタン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン等が挙げられる。 The halogenated hydrocarbon is not particularly limited as long as it can enter the voids. For example, the compounds exemplified as the aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons, Compounds in which one or more of the carbon atoms are substituted with halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms can be exemplified. Specific examples include dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, trifluoromethane, chlorobenzene, bromobenzene, 1,2-dichlorobenzene and the like.
ニトリル類としては、前記空隙に入り得るものであれば特に制約はなく、アセトニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられる。
これらは一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
Nitriles are not particularly limited as long as they can enter the voids, and include acetonitrile, benzonitrile and the like.
These can be used singly or in combination of two or more.
これらの中でも、有機化合物とゲスト交換し易く、高品質な結晶構造解析用試料を容易に作製できる観点から、炭素数3~20の脂環式炭化水素、及び炭素数6~10の芳香族炭化水素が好ましく、炭素数5~10の脂環式炭化水素、及び炭素数6~10の芳香族炭化水素がより好ましく、シクロへキサン、及びトルエンがさらに好ましく、シクロヘキサンが特に好ましい。 Among these, alicyclic hydrocarbons with 3 to 20 carbon atoms and carbonized aromatic hydrocarbons with 6 to 10 carbon atoms are preferred from the viewpoint of easy guest exchange with organic compounds and easy preparation of high-quality crystal structure analysis samples. Hydrogen is preferred, alicyclic hydrocarbons having 5 to 10 carbon atoms and aromatic hydrocarbons having 6 to 10 carbon atoms are more preferred, cyclohexane and toluene are further preferred, and cyclohexane is particularly preferred.
高分子金属錯体中の前記ゲスト化合物(A)の存在量は、前記空隙内に内包されているすべてのゲスト化合物に対して60モル%以上、好ましくは75%モル以上、より好ましくは90モル%以上である。
前記ゲスト化合物(A)の存在量が、前記空隙内に内包されているすべてのゲスト化合物に対して60モル%以上であれば、目的とする結晶構造解析用試料を容易に作製できるので好ましい。
The amount of the guest compound (A) present in the polymer metal complex is 60 mol% or more, preferably 75 mol% or more, more preferably 90 mol% of all the guest compounds contained in the voids. That's it.
It is preferable that the guest compound (A) exists in an amount of 60 mol % or more with respect to all the guest compounds contained in the voids, since the target sample for crystal structure analysis can be easily prepared.
また、ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶においては、前記高分子金属錯体の空隙内に内包されているすべてのゲスト化合物の占有率は、10%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましく、50%以上であることがさらに好ましい。
前記占有率が10%以上であれば、X線単結晶構造解析においてゲスト化合物の構造を決定することが容易になり、ここから得られる構造データも化学的な信頼度が高くなる。
In the guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal, the occupancy rate of all the guest compounds included in the voids of the polymer metal complex is preferably 10% or more, more preferably 30% or more. is more preferable, and 50% or more is even more preferable.
When the occupancy is 10% or more, it becomes easy to determine the structure of the guest compound in X-ray single crystal structure analysis, and the structural data obtained from this also has high chemical reliability.
占有率は、単結晶構造解析により得られる値であり、理想的な包接状態におけるゲスト化合物の量を100%としたときの、単結晶中に実際に存在するゲスト化合物の量を表すものである。 The occupancy is a value obtained by single crystal structure analysis, and represents the amount of the guest compound actually present in the single crystal when the amount of the guest compound in the ideal clathrate state is taken as 100%. be.
B)ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶の製造方法
ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶の製造方法は、配位性部位を2つ以上有する配位子及び中心金属としての金属イオンとを含む高分子金属錯体であって、前記配位子が前記金属イオンに配位して形成された三次元ネットワーク構造を有し、かつ、該三次元ネットワーク構造内に空隙を有する高分子金属錯体の空隙内に、結晶化溶媒(ゲスト化合物(A)を除く、以下にて同じ。)が内包されてなる結晶化溶媒内包高分子金属錯体結晶を、液体状のゲスト化合物(A)、又は、ゲスト化合物(A)を含む不活性溶媒溶液中に浸漬させる工程を有することを特徴とする。
B) Method for Producing Guest Compound-encapsulating Polymer Metal Complex Crystal A method for producing a guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal comprises a polymer containing a ligand having two or more coordinating sites and a metal ion as a central metal. In the voids of the polymer metal complex, which is a metal complex and has a three-dimensional network structure formed by the coordination of the ligand to the metal ion, and voids within the three-dimensional network structure , a crystallization solvent-encapsulating polymer metal complex crystal encapsulating a crystallization solvent (excluding the guest compound (A); the same shall apply hereinafter) is added to the liquid guest compound (A) or the guest compound (A ) is immersed in an inert solvent solution containing.
すなわち、上記製造方法は、(i)結晶化溶媒中で高分子金属錯体結晶を合成して結晶化溶媒内包高分子金属錯体結晶を得、次いで、(ii)得られた結晶化溶媒内包高分子金属錯体結晶を、液体状のゲスト化合物(A)、又は、ゲスト化合物(A)を含む不活性溶媒溶液中に浸漬させ、空隙内の結晶化溶媒を、ゲスト化合物(A)に置換する工程を有する。 That is, the above production method comprises (i) synthesizing a polymer metal complex crystal in a crystallization solvent to obtain a polymer metal complex crystal containing a crystallization solvent, and then (ii) obtaining a crystallization solvent containing polymer. A step of immersing the metal complex crystal in a liquid guest compound (A) or an inert solvent solution containing the guest compound (A) to replace the crystallization solvent in the voids with the guest compound (A). have.
(i)結晶化溶媒内包高分子金属錯体結晶の合成
結晶化溶媒内包高分子金属錯体は、多座配位子及び金属イオン含有化合物等を反応させる公知の方法によって合成することができる。例えば、多座配位子の第1の溶媒の溶媒溶液に、金属イオン含有化合物の第2の溶媒の溶媒溶液を加え、このまま、0~70℃で、数時間から数日間、静置する方法が挙げられる。
(i) Synthesis of polymer metal complex crystal containing crystallization solvent The polymer metal complex containing crystallization solvent can be synthesized by a known method of reacting a polydentate ligand, a metal ion-containing compound, and the like. For example, a method of adding a solvent solution of a metal ion-containing compound in a second solvent to a solvent solution of a polydentate ligand in a first solvent and allowing the mixture to stand at 0 to 70° C. for several hours to several days. is mentioned.
金属イオン含有化合物は、特に制限されない。例えば、式:MXnで示される化合物が挙げられる。ここで、Mは金属イオンを表し、Xは対イオンを表し、nはMの価数を表す。 A metal ion-containing compound is not particularly limited. Examples include compounds represented by the formula: MXn . Here, M represents a metal ion, X represents a counterion, and n represents the valence of M.
前記Xの具体例としては、F-、Cl-、Br-、I-、SCN-、NO3 -、ClO4 -、BF4 -、SbF4 -、PF6 -、AsF6 -、CH3CO2 -等が挙げられる。 Specific examples of X include F − , Cl − , Br − , I − , SCN − , NO 3 − , ClO 4 − , BF 4 − , SbF 4 − , PF 6 − , AsF 6 − , CH 3 CO 2 - and so on.
前記第1及び第2の溶媒としては、多座配位子等を溶解するものが好ましい。
具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン等の芳香族炭化水素類;n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等の脂環式炭化水素類;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類;ジメチルスルホキシド(DMSO)等のスルホキシド類;N,N-ジメチルホルムアミド、n-メチルピロリドン等のアミド類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,2-ジメトキシエタン、1,4-ジオキサン等のエーテル類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;エチルセロソルブ等のセロソルブ類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸メチル、酢酸エチル、乳酸エチル、プロピオン酸エチル等のエステル類;水;等が挙げられる。これらの溶媒は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
As the first and second solvents, those capable of dissolving the polydentate ligand and the like are preferable.
Specific examples include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene and nitrobenzene; aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane and n-heptane; cyclopentane , cyclohexane, alicyclic hydrocarbons such as cycloheptane; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; sulfoxides such as dimethylsulfoxide (DMSO); amides such as N,N-dimethylformamide and n-methylpyrrolidone; diethyl ethers such as ether, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane and 1,4-dioxane; alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; cellosolves such as ethyl cellosolve; , chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane and other halogenated hydrocarbons; methyl acetate, ethyl acetate, ethyl lactate, ethyl propionate and other esters; water; These solvents can be used singly or in combination of two or more.
比較的大きな高分子金属錯体の単結晶を得たい場合には、前記第1の溶媒と、第2の溶媒として、互いに相溶性を有さない(すなわち、2層分離する)ものを用いることが好ましい。具体的には、第1の溶媒として、ニトロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、又はこれらとメタノールの混合溶媒を用い、第2の溶媒としてメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類を用いるのが好ましい。
上述したように、上記高分子金属錯体1~5については、それぞれ、上記文献に記載された方法にしたがって合成することができる。
When it is desired to obtain a relatively large single crystal of a polymer metal complex, it is possible to use solvents that are not compatible with each other (that is, separate into two layers) as the first solvent and the second solvent. preferable. Specifically, nitrobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, or a mixed solvent of these and methanol is preferably used as the first solvent, and alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol are preferably used as the second solvent.
As described above, each of the
(ii)ゲスト化合物による置換
得られる高分子金属錯体は、三次元ネットワーク構造を有し、該三次元ネットワーク構造内に三次元的に規則正しく整列した空隙を有するが、その空隙内には、結晶化溶媒が内包されている。
この結晶化溶媒内包高分子金属錯体結晶を、液体状のゲスト化合物(A)、又は、ゲスト化合物(A)を含む不活性溶媒溶液中に浸漬させて静置し、空隙内の結晶化溶媒を、ゲスト化合物(A)と置換することによって、目的とするゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を得ることができる。
(ii) Substitution with Guest Compound The obtained polymer-metal complex has a three-dimensional network structure, and voids are regularly arranged three-dimensionally within the three-dimensional network structure. Contains a solvent.
This crystallization solvent-encapsulating polymer metal complex crystal is immersed in a liquid guest compound (A) or an inert solvent solution containing the guest compound (A) and allowed to stand, and the crystallization solvent in the voids is removed. , the desired guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal can be obtained by substituting with the guest compound (A).
ゲスト化合物(A)としては、前記と同様のものが挙げられる。
用いる不活性溶媒としては、ゲスト化合物(A)と相溶性があり、高分子金属錯体に対して、不活性、すなわち、ゲスト化合物(A)よりも高分子金属錯体の空隙内に置換されにくいものであれば特に制約はない。不活性溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類が挙げられる。
なお、ゲスト化合物(A)が液体状であれば、そのまま用いることができる。
As the guest compound (A), those similar to those described above can be mentioned.
The inert solvent to be used is compatible with the guest compound (A) and inactive with respect to the polymer metal complex, that is, it is less likely to be substituted into the voids of the polymer metal complex than the guest compound (A). There are no particular restrictions. Examples of inert solvents include alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol.
If the guest compound (A) is liquid, it can be used as it is.
用いる液体状のゲスト化合物(A)、又は、ゲスト化合物(A)を含む不活性溶媒溶液(以下、「ゲスト化合物(A)の溶液」と略記することがある。)の使用量は、高分子金属錯体結晶100mgに対し、通常1~100ml、好ましくは5~30mlである。 The amount of the liquid guest compound (A) to be used or the inert solvent solution containing the guest compound (A) (hereinafter sometimes abbreviated as "solution of guest compound (A)") is determined by the polymer It is usually 1-100 ml, preferably 5-30 ml, per 100 mg of the metal complex crystal.
浸漬温度は、特に限定されないが、通常0~70℃、好ましくは10~70℃、より好ましくは20~60℃である。
浸漬時間は、空隙内の60%以上をゲスト化合物(A)が占めるようになるまでの時間であり、通常6時間以上、好ましくは12時間から10日、より好ましくは1日~8日である。
また、この間は、置換を促進するために、1日おき程度に、浸漬液(ゲスト化合物(A)の溶液)の上澄み液を傾斜法により除去し、除去した分、新たな浸漬液を追加するのが好ましい。
The immersion temperature is not particularly limited, but is usually 0 to 70°C, preferably 10 to 70°C, more preferably 20 to 60°C.
The immersion time is the time until the guest compound (A) occupies 60% or more of the voids, and is usually 6 hours or more, preferably 12 hours to 10 days, more preferably 1 to 8 days. .
During this period, in order to promote replacement, the supernatant liquid of the immersion liquid (guest compound (A) solution) is removed by a decanting method every other day, and a new immersion liquid is added for the amount removed. is preferred.
空隙内にゲスト化合物(A)が置換内包されたことは、元素分析、X線結晶構造解析等により確認することができる。 Substitution inclusion of the guest compound (A) in the voids can be confirmed by elemental analysis, X-ray crystal structure analysis, or the like.
以上のようにして得られるゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶は、空隙内のゲスト化合物(A)が容易に微量の有機化合物試料とゲスト置換するものであるため、後述する結晶構造解析用試料の作製材料として有用である。
以上のようにして得られるゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶は、他の様々なゲスト化合物を包接する場合にゲスト交換を阻害することなく効率的な取り込みを行う事を可能にする。ゲスト交換における試料は、結晶性固体である必要が無く、液体、気体、非晶質固体などあらゆるものが適用可能である。包接に必要なゲスト化合物の重量は、5μg以下でよく、数十ngの量でも十分に良好な単結晶X線構造解析のデータが得られる。結晶スポンジ法による単結晶X線構造解析では、分子の絶対配置を含めた立体構造が正確に決定できる。また、熱分解や加溶媒分解を起こしやすい不安定な化合物に対しても、加熱したり、種々の溶媒あるいは緩衝溶液等に溶解させたりすることなく立体構造(絶対構造)が得られるようになった。
In the guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal obtained as described above, the guest compound (A) in the voids easily replaces a small amount of the organic compound sample with the guest. It is useful as a production material.
The guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal obtained as described above enables efficient incorporation without inhibiting guest exchange when other various guest compounds are clathrated. The sample in guest exchange does not have to be a crystalline solid, and any liquid, gas, amorphous solid, or the like can be applied. The weight of the guest compound required for clathration may be 5 µg or less, and even an amount of several tens of ng can provide sufficiently good single crystal X-ray structure analysis data. Single-crystal X-ray structure analysis by the crystal sponge method can accurately determine the three-dimensional structure including the absolute configuration of molecules. In addition, even for unstable compounds that are prone to thermal decomposition or solvolysis, stereostructures (absolute structures) can be obtained without heating or dissolving them in various solvents or buffer solutions. rice field.
ゲスト化合物高分子金属錯体結晶は、一辺が、10~1000μm、好ましくは60~200μmの立方体又は直方体形状を有する単結晶であるのが好ましい。かかる形状を有する高分子金属錯体の単結晶を用いることで、良質の結晶構造解析用試料が得られ易くなる。 The guest compound polymer metal complex crystal is preferably a single crystal having a cubic or rectangular parallelepiped shape with one side of 10 to 1000 μm, preferably 60 to 200 μm. By using a single crystal of a polymer-metal complex having such a shape, it becomes easier to obtain a high-quality sample for crystal structure analysis.
ゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶は、管電圧が24kV、管電流が50mAで発生させたMoKα線(波長:0.71Å)、Cu線、放射光(例えば、波長0.75Å)等を照射し、回折X線を半導体検出器、CCD検出器、イメージングプレート検出器等で検出したときに、少なくとも1.5Åの分解能で分子構造を決定できるものが好ましい。かかる特性を有するゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶によれば、良質の結晶構造解析用試料を得ることができる。 A single crystal of the guest compound-encapsulating polymer-metal complex is exposed to MoKα rays (wavelength: 0.71 Å) generated at a tube voltage of 24 kV and a tube current of 50 mA, Cu rays, synchrotron radiation (e.g., wavelength of 0.75 Å), etc. Preferably, the molecular structure can be determined with a resolution of at least 1.5 Å when irradiated and diffracted X-rays are detected by a semiconductor detector, CCD detector, imaging plate detector, or the like. A high-quality sample for crystal structure analysis can be obtained from a single crystal of the guest compound-encapsulating polymer metal complex having such properties.
C)結晶構造解析用試料の作製方法
結晶構造解析用試料の作製方法は、高分子金属錯体結晶の空隙内に、分子構造を決定するための有機化合物の分子が規則性をもって配列されてなる結晶構造解析用試料の作製方法であって、前記有機化合物を含む溶媒溶液に、ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を浸漬させる工程を有することを特徴とする。
C) Method for producing a sample for crystal structure analysis The method for producing a sample for crystal structure analysis is a crystal in which organic compound molecules for determining the molecular structure are arranged with regularity in the pores of the polymer metal complex crystal. A method for preparing a sample for structural analysis, characterized by comprising a step of immersing a guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal in a solvent solution containing the organic compound.
〔分子構造を決定する有機化合物〕
結晶スポンジ法における分子構造を決定する有機化合物(以下、「有機化合物(α)」ということがある。)は、高分子金属錯体の空隙内に入り得る大きさのものである限り、特に限定されない。本発明においては、分子構造を決定する有機化合物は、極性基を有する親水性化合物である。
有機化合物(α)が低分子化合物の場合、その分子量は、通常、20~3000、好ましくは50~1000、より好ましくは100~500である。
また、有機化合物(α)がポリエチレン等のような、繰り返し単位を有する鎖状高分子化合物の場合、その分子量は、通常、103~106、好ましくは104~105である。さらに、有機化合物(α)は、室温付近(25℃±5℃)において、固体であっても、液体であってもよい。
[Organic compound that determines molecular structure]
The organic compound that determines the molecular structure in the crystal sponge method (hereinafter sometimes referred to as "organic compound (α)") is not particularly limited as long as it has a size that allows it to enter the pores of the polymer metal complex. . In the present invention, the organic compound that determines the molecular structure is a hydrophilic compound having a polar group.
When the organic compound (α) is a low molecular compound, its molecular weight is usually 20-3000, preferably 50-1000, more preferably 100-500.
When the organic compound (α) is a chain polymer compound having repeating units such as polyethylene, its molecular weight is usually 10 3 to 10 6 , preferably 10 4 to 10 5 . Furthermore, the organic compound (α) may be solid or liquid at around room temperature (25° C.±5° C.).
あらかじめ、核磁気共鳴分光法、質量分析法、元素分析等により、有機化合物(α)の大きさをある程度把握し、その大きさに合わせて、用いるゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を適宜選択することが好ましい。 The size of the organic compound (α) is previously determined to some extent by nuclear magnetic resonance spectroscopy, mass spectrometry, elemental analysis, etc., and the guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal to be used is appropriately selected according to the size. is preferred.
有機化合物(α)が、合成化合物(天然物由来の化合物や農医薬品、合成高分子等)に含まれる不純物の場合、液体クロマトグラフィー等の公知の精製方法によって有機化合物(α)の純度を高めてから、結晶構造解析用試料を作製することが好ましい。液体クロマトグラフィーを用いる場合には、目的物を含む溶離液を、そのまま後述する「有機化合物の溶媒溶液」として用いることもできる。 If the organic compound (α) is an impurity contained in a synthetic compound (compounds derived from natural products, agricultural drugs, synthetic polymers, etc.), the purity of the organic compound (α) is increased by a known purification method such as liquid chromatography. After that, it is preferable to prepare a sample for crystal structure analysis. When liquid chromatography is used, the eluent containing the target substance can be used as it is as the "solvent solution of the organic compound" described later.
結晶構造解析用試料の作製方法は、大量の有機化合物(α)を必要としないものであり、有機化合物(α)が、天然物由来の化合物や農医薬品中の不純物のように、元々微量しか入手できない場合に有用な方法である。また、有機化合物(α)は、室温(20℃)で固体状のものであっても、液状のものであってもかまわない。 The method of preparing a sample for crystal structure analysis does not require a large amount of organic compounds (α), and organic compounds (α) are originally only trace amounts such as compounds derived from natural products and impurities in agrochemicals. It is a useful method when it is not available. Moreover, the organic compound (α) may be solid or liquid at room temperature (20° C.).
溶媒溶液中の有機化合物(α)の含有量は、特に制限されないが、100μg以下であってもよい。有機化合物(α)の含有量の下限値は、通常は、0.5μg以上である。 The content of the organic compound (α) in the solvent solution is not particularly limited, but may be 100 μg or less. The lower limit of the content of the organic compound (α) is usually 0.5 µg or more.
結晶構造解析用試料の作製方法は、100μg以下の有機化合物(α)を含む溶媒溶液に、下記式(2)から算出されるA値が、100以下、好ましくは0.1~30、より好ましくは1~5となる量のゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶を浸漬させる工程を有することが好ましい。 A method for preparing a sample for crystal structure analysis is to add a solvent solution containing 100 μg or less of an organic compound (α) to an A value calculated from the following formula (2) of 100 or less, preferably 0.1 to 30, more preferably It is preferable to have a step of immersing the single crystal of the guest compound-encapsulating polymer metal complex in an amount of 1 to 5.
式中、bは溶媒溶液中の有機化合物の量を表し、aは高分子金属錯体結晶中のすべての空隙内を、比重1の物質で満たすと仮定したときに要する前記比重1の物質の量を表す。 In the formula, b represents the amount of the organic compound in the solvent solution, and a represents the amount of the substance with a specific gravity of 1 required when it is assumed that all the voids in the polymer metal complex crystal are filled with the substance with a specific gravity of 1. represents
A値が0.1~30のとき、高分子金属錯体の単結晶の空隙内に有機化合物(α)が十分に取り込まれ、良質の結晶構造解析用試料が得られ易くなる。一方、A値が大きい場合であっても、目的とする結晶構造解析用試料を得ることはできるが、それに見合う効果は得られず、有機化合物(α)が無駄になり易い。すなわち、この方法は、天然物由来の化合物や農医薬品中の不純物のように、元々微量しか入手できない有機化合物の構造を決定するための結晶構造解析用試料を作製する場合に有用な方法である。 When the A value is 0.1 to 30, the organic compound (α) is sufficiently incorporated into the pores of the single crystal of the polymer-metal complex, making it easy to obtain a good quality sample for crystal structure analysis. On the other hand, even if the A value is large, the desired sample for crystal structure analysis can be obtained, but the corresponding effect cannot be obtained, and the organic compound (α) tends to be wasted. In other words, this method is a useful method for preparing a sample for crystal structure analysis for determining the structure of organic compounds that are originally only available in trace amounts, such as compounds derived from natural products and impurities in agricultural drugs. .
なお、高分子金属錯体が有するすべての空隙内に有機化合物(α)が取り込まれている必要はなく、A値が1よりも小さい値の場合であっても、良質の結晶構造解析用試料を作製することができる。 Note that it is not necessary that the organic compound (α) is incorporated into all the pores of the polymer metal complex, and even if the A value is less than 1, a good quality sample for crystal structure analysis is required. can be made.
また、溶媒溶液中の有機化合物(α)の濃度は、特に限定されないが、良質の結晶構造解析用試料を効率よく作製する観点から、通常、0.001~50μg/μL、好ましくは0.01~5μg/μL、より好ましくは0.1~1μg/μLである。 In addition, the concentration of the organic compound (α) in the solvent solution is not particularly limited, but from the viewpoint of efficiently preparing a good quality sample for crystal structure analysis, it is usually 0.001 to 50 µg/µL, preferably 0.01. ~5 μg/μL, more preferably 0.1-1 μg/μL.
溶媒溶液の調製に用いる溶媒としては、高分子金属錯体の結晶を溶解せず、前記有機化合物(α)を溶解するものであって、有機化合物(α)の溶媒溶液から揮発させることにより、有機化合物(α)の溶媒溶液を濃縮することができるものであれば、特に限定されない。
かかる観点から、用いる溶媒としては、常圧(1×105Pa)での沸点が、0~250℃のものが好ましく、0~185℃のものがより好ましく、30~150℃のものがさらに好ましい。
The solvent used for preparing the solvent solution does not dissolve the crystals of the polymer metal complex, but dissolves the organic compound (α). There are no particular limitations as long as the solvent solution of compound (α) can be concentrated.
From this point of view, the solvent to be used preferably has a boiling point of 0 to 250°C, more preferably 0 to 185°C, and even more preferably 30 to 150°C at normal pressure (1 x 10 5 Pa). preferable.
用いる溶媒の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等の脂環式炭化水素類;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン等のアミド類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,2-ジメトキシエタン、1,4-ジオキサン等のエーテル類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;エチルセロソルブ等のセロソルブ類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸メチル、酢酸エチル、乳酸エチル、プロピオン酸エチル等のエステル類;水;等が挙げられる。これらの溶媒は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、良質な結晶構造解析用試料が得られる観点から、用いた前記ゲスト化合物(A)を用いるのが好ましい。
Specific examples of solvents to be used include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, chlorobenzene and 1,2-dichlorobenzene; aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane and n-heptane; alicyclic hydrocarbons such as pentane, cyclohexane, cycloheptane; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; sulfoxides such as dimethylsulfoxide; amides such as N,N-dimethylformamide and N-methylpyrrolidone; Ethers such as tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane and 1,4-dioxane; Alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; Cellosolves such as ethyl cellosolve; , carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane and other halogenated hydrocarbons; methyl acetate, ethyl acetate, ethyl lactate, ethyl propionate and other esters; water; These solvents can be used singly or in combination of two or more.
Among these, the guest compound (A) used above is preferably used from the viewpoint of obtaining a high-quality sample for crystal structure analysis.
上記方法においては、有機化合物(α)を含む溶媒溶液に、前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を浸漬させる。 In the above method, the guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal is immersed in a solvent solution containing the organic compound (α).
浸漬させるゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶の数は、上記のA値に関する要件を満たす限り、特に制限されない。有機化合物(α)の量が極めて少ないときは、単結晶を一粒浸漬させることで、目的の結晶構造解析用試料を得ることができる。また、有機化合物(α)の量に余裕があるときは、同種のゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶を二粒以上浸漬させたり、異種のゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶を同時に浸漬させたりしてもよい。 The number of single crystals of the guest compound-encapsulating polymer metal complex to be immersed is not particularly limited as long as the above requirements for the A value are satisfied. When the amount of the organic compound (α) is extremely small, a desired sample for crystal structure analysis can be obtained by immersing one single crystal. When the amount of the organic compound (α) is sufficient, two or more single crystals of the same type of guest compound-encapsulating polymer metal complex are immersed, or different single crystals of guest compound-encapsulating polymer metal complexes are immersed at the same time. You may make it immerse.
ゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶を浸漬させた後、溶媒を緩和な条件下で揮発させることで、溶媒溶液を濃縮することができる。この処理を行うことで、単結晶中の空隙内に、微量の有機化合物(α)を効率よく取り込ませることができる。 The solvent solution can be concentrated by evaporating the solvent under mild conditions after the single crystal of the guest compound-encapsulating polymer metal complex is immersed. By performing this treatment, it is possible to efficiently incorporate a small amount of the organic compound (α) into the voids in the single crystal.
このときの浸漬条件(濃縮条件)は、特に限定されないが、溶媒の温度は、好ましくは0~180℃、より好ましくは0~80℃、さらに好ましくは20~60℃である。
浸漬時間(濃縮時間)は、通常、6時間以上、好ましくは12~168時間、より好ましくは24~78時間である。
The immersion conditions (concentration conditions) at this time are not particularly limited, but the temperature of the solvent is preferably 0 to 180°C, more preferably 0 to 80°C, and still more preferably 20 to 60°C.
The immersion time (concentration time) is usually 6 hours or more, preferably 12 to 168 hours, more preferably 24 to 78 hours.
溶媒の揮発速度は、好ましくは0.1~1000μL/24時間、より好ましくは1~100μL/24時間、さらに好ましくは5~50μL/24時間である。
溶媒の揮発速度があまりに速い場合には、良質の結晶構造解析用試料を得られないおそれがある。一方、溶媒の揮発速度があまりに遅いと、作業効率の観点から好ましくない。
The volatilization rate of the solvent is preferably 0.1 to 1000 μL/24 hours, more preferably 1 to 100 μL/24 hours, still more preferably 5 to 50 μL/24 hours.
If the volatilization rate of the solvent is too fast, a good quality sample for crystal structure analysis may not be obtained. On the other hand, if the volatilization rate of the solvent is too slow, it is not preferable from the viewpoint of work efficiency.
溶媒を揮発させるときの温度は、用いる有機溶媒の沸点にもよるが、通常、0~180℃、好ましくは0~120℃、より好ましくは15~60℃である。 The temperature at which the solvent is volatilized is usually 0 to 180°C, preferably 0 to 120°C, more preferably 15 to 60°C, although it depends on the boiling point of the organic solvent used.
また、ゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶を有機化合物(α)の溶媒溶液に浸漬させた後、溶媒を揮発させて、溶媒溶液を濃縮する操作は、常圧下で行っても、減圧下で行っても、加圧下で行ってもよい。
溶媒を揮発させて、溶媒溶液を濃縮する操作時の圧力は、通常、1~1×106Pa、好ましくは、1×10~1×106Paである。
以上のように、溶媒溶液を濃縮する操作時において、温度や圧力を調節することで、溶媒の揮発速度を適宜なものに調節することができる。
Further, the operation of immersing the single crystal of the guest compound-encapsulating polymer metal complex in the solvent solution of the organic compound (α), evaporating the solvent, and concentrating the solvent solution may be performed under normal pressure or under reduced pressure. or under pressure.
The pressure during the operation of evaporating the solvent and concentrating the solvent solution is usually 1 to 1×10 6 Pa, preferably 1×10 to 1×10 6 Pa.
As described above, the volatilization rate of the solvent can be appropriately adjusted by adjusting the temperature and pressure during the operation of concentrating the solvent solution.
また上記方法は、有機化合物(α)を含む混合物を、液体クロマトグラフィーにより分離して、有機化合物(α)の溶媒溶液を得るステップ(I)と、前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶を、ステップ(I)で得られた分子構造を決定する有機化合物を含む溶媒溶液に浸漬させた後、溶媒を緩和な条件下で揮発させて、前記溶媒溶液を濃縮するステップ(II)を有するものであってもよい。 Further, the above method comprises a step (I) of separating a mixture containing the organic compound (α) by liquid chromatography to obtain a solvent solution of the organic compound (α); is immersed in a solvent solution containing an organic compound that determines the molecular structure obtained in step (I), and then the solvent is volatilized under mild conditions to concentrate the solvent solution (II). can be anything.
すなわち、有機化合物(α)を含む混合物を液体クロマトグラフィーの装置を使用して分離して、有機化合物(α)の溶媒溶液(溶媒以外に含まれる有機化合物が有機化合物(α)である溶液)を得、次いで、このフラクションA中に、ゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶を浸漬させ、溶媒を緩和な条件下で揮発させて、前記溶媒溶液を濃縮することで、結晶構造解析用試料を得ることができる。
この場合、前記溶媒溶液の溶媒を別の溶媒に置換したのち、得られた溶液中に、前記高分子錯体の結晶を浸漬させてもよい。
That is, a mixture containing the organic compound (α) is separated using a liquid chromatography device to obtain a solvent solution of the organic compound (α) (a solution in which the organic compound other than the solvent is the organic compound (α)). Then, a single crystal of the guest compound-encapsulating polymer metal complex is immersed in this fraction A, the solvent is volatilized under mild conditions, and the solvent solution is concentrated to obtain a sample for crystal structure analysis can be obtained.
In this case, after replacing the solvent of the solvent solution with another solvent, the polymer complex crystals may be immersed in the obtained solution.
この方法は、構造が類似する複数の化合物の混合物を液体クロマトグラフィーにより分離して、それぞれ分離した化合物を含む溶媒溶液のそれぞれに高分子錯体の結晶を浸漬させて、結晶構造解析用試料を作製することができる。この方法によれば、NMRスペクトルなどの測定データだけでは、化合物の構造決定が困難である、構造が類似する化合物の混合物を分離し、分子構造を決定する場合にも有用である。 In this method, a mixture of multiple compounds with similar structures is separated by liquid chromatography, and a polymer complex crystal is immersed in each solvent solution containing the separated compounds to prepare a sample for crystal structure analysis. can do. This method is also useful for separating a mixture of compounds with similar structures, for which it is difficult to determine the structure of a compound only from measurement data such as NMR spectra, and determining the molecular structure.
また、上記結晶構造解析用試料の作製方法は、有機化合物(α)が室温付近(25℃前後)において液状の物質である場合にも適用することができる。すなわち、液状物である有機化合物(α)の溶媒溶液に、ゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶を浸漬させた後、溶媒を緩和な条件下で揮発させて、前記溶媒溶液を濃縮することで、結晶構造解析用試料を作製することができる。 Moreover, the above method for preparing a sample for crystal structure analysis can also be applied when the organic compound (α) is a liquid substance at around room temperature (around 25° C.). That is, after immersing a single crystal of the guest compound-encapsulating polymer metal complex in a solvent solution of the organic compound (α), which is a liquid, the solvent is evaporated under mild conditions to concentrate the solvent solution. Then, a sample for crystal structure analysis can be produced.
さらにまた、図6に示すように、ゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶に、極微量の液状物である有機化合物(α)を、スポイド等を用いて滴下し、室温25℃で数時間から数日間放置することで、目的とするとする結晶構造解析用試料を作製することもできる。有機化合物(α)が室温(25℃)付近で揮発性物質である場合には、ゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶に、有機化合物(α)を滴下したサンプルを、バイアル瓶などの密閉容器中に載置しておくことが好ましい。 Furthermore, as shown in FIG. 6, an extremely small amount of liquid organic compound (α) was added dropwise to the single crystal of the guest compound-encapsulating polymer metal complex using a dropper or the like, and the mixture was kept at room temperature of 25° C. for several hours. A desired sample for crystal structure analysis can also be produced by leaving it for several days. If the organic compound (α) is a volatile substance at around room temperature (25°C), a sample obtained by dropping the organic compound (α) onto a single crystal of the polymer metal complex containing the guest compound is placed in a sealed vial bottle or the like. It is preferably placed in a container.
得られる有機化合物内包高分子金属錯体の単結晶たる結晶構造解析用試料は、管電圧が24kV、管電流が50mAで発生させたMoKα線(波長:0.71Å)または管電圧が40kV、管電流が30mAで発生させたCuKα線を照射し、回折X線をCCD検出器で検出したときに、少なくとも1.5Åの分解能で分子構造を決定できるものが好ましい。 The obtained sample for crystal structure analysis, which is a single crystal of the polymer metal complex containing an organic compound, is MoKα ray (wavelength: 0.71 Å) generated at a tube voltage of 24 kV and a tube current of 50 mA, or a tube voltage of 40 kV and a tube current of 40 kV. Preferably, the molecular structure can be determined with a resolution of at least 1.5 Å when irradiated with CuKα rays generated at 30 mA and the diffracted X-rays are detected with a CCD detector.
結晶構造解析用試料は、高分子金属錯体の単結晶中の空隙内に、ゲスト化合物(A)と置換された有機化合物(α)の分子が規則性をもって配列されてなるものである。
ここで、「有機化合物の分子が規則性をもって配列される」とは、有機化合物の分子が、単結晶X線構造解析によって構造を決定することができる程度に乱れなく、高分子金属錯体の空隙内に規則正しく収容されていることをいう。
The sample for crystal structure analysis is composed of regularly arranged molecules of the organic compound (α) substituted with the guest compound (A) in the voids in the single crystal of the polymer metal complex.
Here, "the molecules of the organic compound are arranged with regularity" means that the molecules of the organic compound are not disordered to the extent that the structure can be determined by single-crystal X-ray structure analysis, and the pores of the polymer metal complex It means that it is regularly accommodated within.
結晶構造解析用試料は、有機化合物(α)の構造を決定することができるものであれば、高分子金属錯体の単結晶中のすべての空隙内に有機化合物(α)が取り込まれている必要はない。例えば、前記高分子金属錯体の単結晶中の空隙内の一部に、有機化合物(α)の溶媒溶液に用いた溶媒が取り込まれたものであっても良い。 If the structure of the organic compound (α) can be determined in the crystal structure analysis sample, the organic compound (α) must be incorporated into all the pores in the single crystal of the polymer metal complex. no. For example, the solvent used for the solvent solution of the organic compound (α) may be incorporated into part of the voids in the single crystal of the polymer metal complex.
結晶構造解析用試料は、前記有機化合物の分子の占有率が10%以上のものであることが好ましい。前記有機化合物の分子の占有率は、単結晶構造解析により得られる値であり、理想的な包接状態におけるゲスト分子〔有機化合物(α)〕の量を100%としたときの、単結晶中に実際に存在するゲスト分子の量を表すものである。 It is preferable that the sample for crystal structure analysis has a molecular occupancy of the organic compound of 10% or more. The occupancy rate of the molecule of the organic compound is a value obtained by single crystal structure analysis. It represents the amount of guest molecules actually present in the
A値に関する上記要件を満たすとともに、上記のように、有機化合物(α)の分子の大きさにあった空隙を有する高分子金属錯体の結晶を選択し、良質の高分子金属錯体の単結晶を用いて、該単結晶の空隙内に有機化合物(α)を包接させることで、結晶構造解析用試料を効率よく作製することができる。 A single crystal of a high-quality polymer-metal complex is obtained by selecting a polymer-metal complex crystal that satisfies the above requirements for the A value and has voids that match the molecular size of the organic compound (α) as described above. A sample for crystal structure analysis can be efficiently produced by clathrating the organic compound (α) in the voids of the single crystal.
なお、ゲスト化合物内包高分子金属錯体の単結晶を有機化合物(α)の溶媒溶液に浸漬させた後、溶媒を揮発させて、高分子金属錯体を濃縮するには、例えば、図5に示す作製装置Aや作製装置Bを使用することができる。 In order to concentrate the polymer metal complex by evaporating the solvent after immersing the single crystal of the polymer metal complex containing the guest compound in the solvent solution of the organic compound (α), for example, the preparation shown in FIG. Apparatus A or fabrication apparatus B can be used.
図5(a)は作製装置Aの側面図であり、図5(b)は作製装置Aの上面図である。
12は蓋部、13は気体分子が通過可能な開口部、14は容器本体、15は有機化合物(α)の溶媒溶液、16は高分子金属錯体の単結晶である。
蓋部(12)としては、容器を密閉可能な状態にできるものであればよく、例えば、セプタム等のゴム製のものが使用できる。開口部(13)は、例えば、蓋部(12)にガス抜き用中空針を差し込むことで形成することができる。容器本体(14)としては、例えば、試験管、耐圧ガラス瓶等のガラス製の容器が使用できる。容器本体(14)の底部は、平坦であってもよいが、図5(a)に示すように、先端部が尖った形状を有する場合には、結晶の出し入れが容易であり、操作性に優れ好ましい。また、容器本体(14)として、透明なものを使用する場合には、溶媒の揮発状態や結晶の色変化(ゲスト分子が高分子金属錯体の空隙内に取り込まれると、結晶の色が変化する。)を、外部から容易に観察することができる。
5A is a side view of the manufacturing apparatus A, and FIG. 5B is a top view of the manufacturing apparatus A. FIG.
12 is a lid, 13 is an opening through which gas molecules can pass, 14 is a container body, 15 is a solvent solution of an organic compound (α), and 16 is a single crystal of a polymer metal complex.
As the lid (12), anything that can seal the container can be used. For example, a lid made of rubber such as a septum can be used. The opening (13) can be formed, for example, by inserting a gas venting hollow needle into the lid (12). As the container body (14), for example, a glass container such as a test tube or a pressure-resistant glass bottle can be used. The bottom of the container body (14) may be flat, but if it has a sharp tip as shown in FIG. excellent and desirable. When a transparent container body (14) is used, the volatilization state of the solvent and the color change of the crystal (the color of the crystal changes when guest molecules are taken into the voids of the polymer metal complex). ) can be easily observed from the outside.
図5(a)、(b)に示す装置において、有機化合物(α)の溶媒溶液(15)の溶媒は、開口部(ガス抜き用中空針)(13)の細い穴から徐々に揮発し、結果として有機化合物(α)から溶媒が完全に除かれる。次いで、蓋部(密封栓)(12)を開け、容器本体(バイアル瓶)(14)の中から結晶構造解析用試料を取り出し、このものを用いて結晶構造解析を行うことができる。 In the apparatus shown in FIGS. 5(a) and 5(b) , the solvent of the solvent solution (15) of the organic compound (α) gradually volatilizes from the narrow hole of the opening (hollow needle for gas venting) (13), As a result, the solvent is completely removed from the organic compound (α). Next, the lid (sealing stopper) (12) is opened, the sample for crystal structure analysis is taken out from the container body (vial) (14), and crystal structure analysis can be performed using this sample.
図5(c)は作製装置Bの側面図であり、図5(d)は作製装置Bの上面図である。
装置Bは、図5(c)、(d)に示すように、蓋部(12)、容器本体(14)及び気体分子が通過可能な開口部(13)を有する密閉可能な容器と、前記蓋部に固定された結晶支持体(17)とを備え、前記結晶支持体(17)の先端部が、配位性部位を2つ以上有する配位子及び中心金属としての金属イオンとを含む三次元ネットワーク構造を有する高分子金属錯体の単結晶(16)を固定し得るものであり、かつ、前記容器を閉じたときに、前記結晶支持体(17)の先端部が下向きに容器内部に収容されるものである。
5(c) is a side view of the manufacturing apparatus B, and FIG. 5(d) is a top view of the manufacturing apparatus B. FIG.
As shown in FIGS. 5(c) and 5(d), the device B comprises a sealable container having a lid (12), a container body (14), and an opening (13) through which gas molecules can pass; a crystal support (17) fixed to the lid, wherein the tip of the crystal support (17) contains a ligand having two or more coordinating sites and a metal ion as a central metal. A single crystal (16) of a polymer metal complex having a three-dimensional network structure can be fixed, and when the container is closed, the tip of the crystal support (17) faces downward into the container. It is to be accommodated.
図5(c)に示す作製装置Bでは、高分子金属錯体の単結晶(16)は、単結晶支持体(17)の先端部において、図示を省略するクライオループによって固定されている。
装置Bは、有機化合物(α)を高分子金属錯体の空隙内に包接させて、結晶解析用試料を得た後、そのまま、X線結晶解析装置等の結晶構造解析装置に載せ替えて、測定を行うことができるものであることが好ましい。
In the fabrication apparatus B shown in FIG. 5(c), the single crystal (16) of the polymer metal complex is fixed at the tip of the single crystal support (17) by a cryoloop (not shown).
In apparatus B, after the organic compound (α) is clathrated in the voids of the polymer metal complex to obtain a sample for crystal analysis, the sample is directly placed on a crystal structure analysis apparatus such as an X-ray crystal analysis apparatus, It is preferable that the measurement can be performed.
D)有機化合物の分子構造決定方法
有機化合物の分子構造決定方法は、結晶構造解析用試料の結晶構造解析を行うことにより、結晶構造解析用試料の空隙内に内包されている有機化合物の分子構造を決定することを特徴とする。
上記方法においては、X線回折、中性子線回折のいずれの方法も利用することができる。
上記方法により有機化合物の分子構造を決定する際は、従来の単結晶の代わりに、上記方法で得た結晶構造解析用試料をマウントする点を除き、従来と同様の方法を用いることができる。
D) Method for Determining Molecular Structure of Organic Compound In the method for determining the molecular structure of an organic compound, the molecular structure of the organic compound contained within the pores of the sample for crystal structure analysis is determined by analyzing the crystal structure of the sample for crystal structure analysis. is characterized by determining
In the above method, either X-ray diffraction or neutron diffraction can be used.
When determining the molecular structure of an organic compound by the above method, the same method as in the conventional method can be used, except that the sample for crystal structure analysis obtained by the above method is mounted instead of the conventional single crystal.
上記分子構造決定方法によれば、微量の有機化合物であっても、効率よく、結晶構造解析を行い、その分子構造を決定することができる。
また、常温で液体の有機化合物であっても、かかる有機化合物を包接する結晶構造解析用試料を用いることで、その分子構造を決定することができる。
試料作製に用いる有機化合物は、気体、液体、固体を問わず、有機溶媒に溶解させることができれば、高分子金属錯体の単結晶内に導入することができる。
1粒の高分子金属錯体の単結晶に対して必要な有機化合物の量は多くとも5μgでよく、少ない場合では50ngでも単結晶構造を得られる。
結晶スポンジ法を用いれば、医薬中の微量の不純物、香料、食品添加物、動植物中の微量成分などの迅速且つ正確な構造決定を行うことができる。また、熱分解や加溶媒分解を起こしやすい不安定な化合物に対しても、加熱したり、種々の溶媒あるいは緩衝溶液等に溶解させたりすることなく立体構造(絶対構造)が得られる。
According to the molecular structure determination method described above, it is possible to efficiently perform crystal structure analysis and determine the molecular structure of even a very small amount of an organic compound.
Moreover, even if the organic compound is liquid at room temperature, the molecular structure can be determined by using a sample for crystal structure analysis that includes the organic compound.
The organic compound used for sample preparation can be introduced into the single crystal of the polymer-metal complex, regardless of whether it is gas, liquid or solid, as long as it can be dissolved in an organic solvent.
The amount of the organic compound required for one single crystal of the polymer metal complex is at most 5 μg, and in the case of a small amount, even 50 ng can provide a single crystal structure.
The crystalline sponge method enables rapid and accurate structure determination of trace impurities in pharmaceuticals, flavoring agents, food additives, trace components in animals and plants, and the like. Moreover, even for unstable compounds that are prone to thermal decomposition or solvolysis, stereostructures (absolute structures) can be obtained without heating or dissolution in various solvents, buffer solutions, or the like.
(機器類)
(1)NMR
Brucker社製 AVANCE III 400を用いて生成物の1H-NMRの測定を行った。
(2)LC/MS
Waters社製 ACQUITY UPLCシステム(SQDシステム)を用いて生成物のm/zの測定を行った。
(3)単結晶X線構造解析
実施例1,2,3,4,5,8,9,10,12のX線結晶構造解析は、リガク社製 XtaLAB pro P200 MM007(線源:Mo-Kα線 波長0.71Å,出力:50mA,24kV,測定温度93K)を用いて行った。
実施例7のX線結晶構造解析は、リガク社製 R-AXIS RAPID 191R(線源:Cu-Kα線 波長1.54Å,出力:30mA,40kV,測定温度98K)を用いて行った。
実施例6,11,13のX線結晶構造解析は、大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 放射光科学研究施設 ビームライン5A(波長0.75Å,測定温度95K)にて行った。
(equipment)
(1) NMR
1 H-NMR of the product was measured using AVANCE III 400 manufactured by Brucker.
(2) LC/MS
The m/z of the product was measured using a Waters ACQUITY UPLC system (SQD system).
(3) Single crystal X-ray structure analysis The X-ray crystal structure analysis of Examples 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, and 12 was performed by Rigaku XtaLAB pro P200 MM007 (radiation source: Mo-Kα The line wavelength was 0.71 Å, the output was 50 mA, 24 kV, and the measurement temperature was 93 K).
The X-ray crystal structure analysis of Example 7 was performed using R-AXIS RAPID 191R manufactured by Rigaku Corporation (radiation source: Cu-Kα ray wavelength 1.54 Å, output: 30 mA, 40 kV, measurement temperature 98 K).
The X-ray crystal structure analysis of Examples 6, 11, and 13 was performed at Inter-University Research Institute Corporation High Energy Accelerator Research Organization Synchrotron Radiation Research Facility Beamline 5A (wavelength 0.75 Å, measurement temperature 95 K).
(参考例1)
<シクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の合成>
特許第5969616号の実施例8と同様にして、シクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶を合成した。
(Reference example 1)
<Synthesis of cyclohexane-encapsulating polymer metal complex crystal>
A cyclohexane-containing polymer metal complex crystal was synthesized in the same manner as in Example 8 of Japanese Patent No. 5,969,616.
(参考例2)
<ノルマルヘプタン内包高分子金属錯体結晶の合成>
溶媒をシクロヘキサンからノルマルヘプタンに替えた以外は特許第5969616号の実施例8と同様にして、シクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶を合成した。
(Reference example 2)
<Synthesis of normal heptane-encapsulating polymer metal complex crystals>
A cyclohexane-encapsulating polymer metal complex crystal was synthesized in the same manner as in Example 8 of Japanese Patent No. 5969616, except that the solvent was changed from cyclohexane to normal heptane.
(実施例1)
(工程a)L-アラニンメチルエステル塩酸塩のアミノ基への1-ナフチルカルバモチオイル基の導入によるメチル(2S)-2-(1-ナフチルカルバモチオイルアミノ)プロパノエート(化合物1)の合成
L-アラニンメチルエステル塩酸塩(100mg、0.716mmol)をアセトニトリル(1mL)に溶解した。この溶液に氷冷下トリエチルアミン(110μL、0.788 mmol)、イソチオシアンサン酸1-ナフチル(146mg、0.788mmol)を加え1時間撹拌した。この反応液を濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/n-ヘキサン=1/4~1/1)にて精製することで白色固体として表題化合物を得た。
1H NMR(400MHz、DMSO-d6)δ 9.76(s,1H),8.06-7.75(m,4H),7.66-7.44(m,4H),4.97(p,J=7.3Hz,1H),3.65(s,3H),1.36(d,J=7.3Hz,3H).
(Example 1)
(Step a) Synthesis of methyl (2S)-2-(1-naphthylcarbamothioylamino)propanoate (compound 1) by introducing a 1-naphthylcarbamothioyl group into the amino group of L-alanine methyl ester hydrochloride
L-alanine methyl ester hydrochloride (100 mg, 0.716 mmol) was dissolved in acetonitrile (1 mL). To this solution, under ice-cooling, triethylamine (110 μL, 0.788 mmol) and 1-naphthyl isothiocyanoate (146 mg, 0.788 mmol) were added and stirred for 1 hour. The reaction mixture was concentrated, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate/n-hexane=1/4-1/1) to obtain the title compound as a white solid.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 9.76 (s, 1H), 8.06-7.75 (m, 4H), 7.66-7.44 (m, 4H), 4.97 ( p, J=7.3 Hz, 1 H), 3.65 (s, 3 H), 1.36 (d, J=7.3 Hz, 3 H).
(工程b)メチル(2S)-2-(1-ナフチルカルバモチオイルアミノ)プロパノエート(化合物1)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を100μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物1の1 mg/mLジクロロメタン溶液を10μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉め、セプタム部に注射針(21G:内径0.57mm)を刺し、50℃で2日間置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of polymer metal complex crystal encapsulating methyl (2S)-2-(1-naphthylcarbamothioylamino)propanoate (compound 1)
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表1に、結晶構造を図7に示した。得られた結晶構造から想定される相互作用を図8に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 1 and the crystal structure is shown in FIG. FIG. 8 shows interactions assumed from the obtained crystal structure.
(実施例2)
(工程a)L-アラニンメチルエステル塩酸塩のアミノ基への1,1-ジフェニルアセチル基の導入によるメチル(2S)-2-[(2,2-ジフェニルアセチル)アミノ]プロパノエート(化合物2)の合成
L-アラニンメチルエステル塩酸塩(100mg、0.716mmol)をジクロロメタン(2mL)に溶解した。この溶液に氷冷下トリエチルアミン(220μL、1.58mmol)を加え5分間撹拌した。この溶液に氷冷下ジフェニルアセチルクロリド(165mg、0.716mmol)を加え、90分間撹拌した。この反応液を水(2mL)にて希釈し、ジクロロメタン(2mL)で3回抽出した。抽出液を合わせ濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/n-ヘキサン=1/9~1/1)にて精製することで白色固体として表題化合物(178 mg)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 8.74(d,J=7.1Hz,1H),7.35-7.18(m,11H),5.01(s,1H),4.27(p,J=7.2Hz,1H),3.61(s,3H),1.28(d,J=7.1Hz,3H);MS(ESI)m/z298(M+H)+.
(Example 2)
(Step a) Introduction of a 1,1-diphenylacetyl group to the amino group of L-alanine methyl ester hydrochloride to produce methyl (2S)-2-[(2,2-diphenylacetyl)amino]propanoate (compound 2) synthesis
L-alanine methyl ester hydrochloride (100 mg, 0.716 mmol) was dissolved in dichloromethane (2 mL). Triethylamine (220 μL, 1.58 mmol) was added to this solution under ice-cooling, and the mixture was stirred for 5 minutes. Diphenylacetyl chloride (165 mg, 0.716 mmol) was added to this solution under ice-cooling, and the mixture was stirred for 90 minutes. The reaction was diluted with water (2 mL) and extracted with dichloromethane (2 mL) three times. The extracts were combined and concentrated, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate/n-hexane=1/9-1/1) to give the title compound (178 mg) as a white solid.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.74 (d, J=7.1 Hz, 1 H), 7.35-7.18 (m, 11 H), 5.01 (s, 1 H), 4. 27 (p, J=7.2 Hz, 1 H), 3.61 (s, 3 H), 1.28 (d, J=7.1 Hz, 3 H); MS (ESI) m/z 298 (M+H) + .
(工程b)メチル(2S)-2-[(2,2-ジフェニルアセチル)アミノ]プロパノエート(化合物2)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を100μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物2の0.20mg/mLのジクロロメタン溶液を5μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉め、セプタム部に注射針(21G:内径0.57mm)を刺し、50℃で2日間置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of polymer metal complex crystal encapsulating methyl (2S)-2-[(2,2-diphenylacetyl)amino]propanoate (compound 2) One crystal was placed in a micro vial bottle with a septum cap along with 100 μL of cyclohexane, and 5 μL of a 0.20 mg/mL dichloromethane solution of
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表2に、結晶構造を図9に示した。得られた結晶構造から想定される相互作用を図10に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 2 and the crystal structure is shown in FIG. FIG. 10 shows interactions assumed from the obtained crystal structure.
(実施例3)
(工程a)L-フェニルアラニンメチルエステル塩酸塩のアミノ基への1,1-ジフェニルアセチル基の導入によるメチル(2S)-2-[(2,2-ジフェニルアセチル)アミノ]-3-フェニル-プロパノエート(化合物3)の合成
L-フェニルアラニンメチルエステル塩酸塩(103mg、0.478mmol)をジクロロメタン(2mL)に溶解した。この溶液に氷冷下トリエチルアミン(147μL、 1.05mmol)、ジフェニルアセチルクロリド(110mg、0.478mmol)を加え、一晩撹拌した。この反応液を水(2mL)にて希釈し、ジクロロメタン(3mL)で3回抽出した。抽出液を合わせ濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/n-ヘキサン=5~35%)にて精製することで白色固体として表題化合物(166mg)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 8.73(d,J=7.7Hz,1H),7.35-7.21(m,6H),7.26-7.14(m,6H),7.17-7.09(m,2H),7.10-7.03(m,2H),4.99(s,1H),4.52(td,J=9.4,7.7,5.4Hz,1H),3.59(s,3H),3.04(dd,J=13.8,5.4Hz,1H),2.91(dd,J=13.8,9.4Hz,1H);MS(ESI)m/z374(M+H)+.
(Example 3)
(Step a) Methyl (2S)-2-[(2,2-diphenylacetyl)amino]-3-phenyl-propanoate by introduction of a 1,1-diphenylacetyl group to the amino group of L-phenylalanine methyl ester hydrochloride Synthesis of (compound 3)
L-Phenylalanine methyl ester hydrochloride (103 mg, 0.478 mmol) was dissolved in dichloromethane (2 mL). Triethylamine (147 μL, 1.05 mmol) and diphenylacetyl chloride (110 mg, 0.478 mmol) were added to this solution under ice-cooling, and the mixture was stirred overnight. The reaction was diluted with water (2 mL) and extracted three times with dichloromethane (3 mL). The extracts were combined and concentrated, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate/n-hexane=5-35%) to give the title compound (166 mg) as a white solid.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.73 (d, J=7.7 Hz, 1 H), 7.35-7.21 (m, 6 H), 7.26-7.14 (m, 6 H ), 7.17-7.09 (m, 2H), 7.10-7.03 (m, 2H), 4.99 (s, 1H), 4.52 (td, J = 9.4, 7 .7, 5.4 Hz, 1H), 3.59 (s, 3H), 3.04 (dd, J = 13.8, 5.4 Hz, 1H), 2.91 (dd, J = 13.8, 9.4 Hz, 1 H); MS (ESI) m/z 374 (M+H) + .
(工程b)メチル(2S)-2-[(2,2-ジフェニルアセチル)アミノ]-3-フェニル-プロパノエート(化合物3)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を45μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物3の1mg/mLの1,2-ジクロロエタン溶液を5μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉め50℃で一晩放置した後、セプタム部に注射針(21G:内径0.57mm)を刺し、26℃で1日置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of polymer metal complex crystals encapsulating methyl (2S)-2-[(2,2-diphenylacetyl)amino]-3-phenyl-propanoate (compound 3) Cyclohexane-encapsulating polymer obtained in Reference Example 1 One metal complex crystal single crystal was placed in a micro vial bottle with a septum cap along with 45 μL of cyclohexane, and 5 μL of a 1 mg/
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表3に、結晶構造を図11に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 3 and the crystal structure is shown in FIG.
(実施例4)
(工程a)L-バリンメチルエステル塩酸塩のアミノ基への1,1-ジフェニルアセチル基の導入によるメチル(2S)-2-[(2,2-ジフェニルアセチル)アミノ]-3-メチル-ブタノエート(化合物4)の合成
L-バリンメチルエステル塩酸塩(100mg、0.597mmol)をジクロロメタン(3 mL)に溶解した。この溶液に室温にてトリエチルアミン(183μL、1.31mmol)、ジフェニルアセチルクロリド(138mg、0.597mmol)を加え、1時間撹拌した。この反応液を水(3mL)にて希釈し、ジクロロメタン(2mL)で3回抽出した。抽出液を合わせ濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/n-ヘキサン=1/8~1/6)にて精製することで白色固体として表題化合物(188 mg)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 8.59(d,J=8.2Hz,1H),7.35-7.17(m,10H),5.18(s,1H),4.21(dd,J=8.1,6.3Hz,1H),3.62(s,3H),2.03(m,1H),0.85(d,J=6.8Hz,3H),0.82(d,J=6.8Hz,3H);MS(ESI)m/z326(M+H)+.
(Example 4)
(Step a) Methyl (2S)-2-[(2,2-diphenylacetyl)amino]-3-methyl-butanoate by introduction of a 1,1-diphenylacetyl group to the amino group of L-valine methyl ester hydrochloride Synthesis of (compound 4)
L-valine methyl ester hydrochloride (100 mg, 0.597 mmol) was dissolved in dichloromethane (3 mL). Triethylamine (183 μL, 1.31 mmol) and diphenylacetyl chloride (138 mg, 0.597 mmol) were added to this solution at room temperature and stirred for 1 hour. The reaction was diluted with water (3 mL) and extracted with dichloromethane (2 mL) three times. The extracts were combined and concentrated, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate/n-hexane=1/8-1/6) to give the title compound (188 mg) as a white solid.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.59 (d, J=8.2 Hz, 1 H), 7.35-7.17 (m, 10 H), 5.18 (s, 1 H), 4. 21 (dd, J = 8.1, 6.3Hz, 1H), 3.62 (s, 3H), 2.03 (m, 1H), 0.85 (d, J = 6.8Hz, 3H), 0.82 (d, J=6.8 Hz, 3H); MS (ESI) m/z 326 (M+H) + .
(工程b)メチル(2S)-2-[(2,2-ジフェニルアセチル)アミノ]-3-メチル-ブタノエート(化合物4)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を45μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物4の1mg/mLの1,2-ジクロロエタン溶液を5μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉め50℃で一晩放置した後、セプタム部に注射針(21G:内径0.57mm)を刺し26℃で10日置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of polymer metal complex crystal containing methyl (2S)-2-[(2,2-diphenylacetyl)amino]-3-methyl-butanoate (compound 4) Cyclohexane-containing polymer obtained in Reference Example 1 One metal complex crystal single crystal was placed in a micro vial bottle with a septum cap along with 45 μL of cyclohexane, and 5 μL of a 1 mg/
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表4に,結晶構造を図12に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 4 and the crystal structure is shown in FIG.
(実施例5)
(工程a)L-セリンメチルエステル塩酸塩のアミノ基への1,1-ジフェニルアセチル基の導入によるメチル(2S)-2-[(2,2-ジフェニルアセチル)アミノ]-3-ヒドロキシ-プロパノエート(化合物5)の合成
L-セリンメチルエステル塩酸塩(118mg、0.758mmol)をジクロロメタン(3mL)に溶解した。この溶液に0℃にてトリエチルアミン(106μL、0.758mmol)、ジフェニルアセチルクロリド(227mg、0.985mmol)を加え、室温まで昇温し100分間撹拌した。この反応液に更にトリエチルアミン(106μL、0.758mmol)を加え、室温にて80分間撹拌した。この反応液を水(3mL)にて希釈し、ジクロロメタン(3mL)で3回抽出した。抽出液を合わせ濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/n-ヘキサン=1/2~1/1)にて精製することで白色固体として表題化合物(101mg)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 8.61(d,J=7.5Hz,1H),7.35-7.24(m,8H),7.28-7.17(m,2H),5.17(s,1H),5.08(t,J=5.5Hz,1H),4.37(dt,J=7.5,4.8Hz,1H),3.71(m,1H),3.61(s,3H),3.61(m,1H);MS(ESI)m/z314(M+H)+.
(Example 5)
(Step a) Methyl (2S)-2-[(2,2-diphenylacetyl)amino]-3-hydroxy-propanoate by introduction of a 1,1-diphenylacetyl group to the amino group of L-serine methyl ester hydrochloride Synthesis of (compound 5)
L-serine methyl ester hydrochloride (118 mg, 0.758 mmol) was dissolved in dichloromethane (3 mL). Triethylamine (106 μL, 0.758 mmol) and diphenylacetyl chloride (227 mg, 0.985 mmol) were added to this solution at 0° C., the temperature was raised to room temperature, and the mixture was stirred for 100 minutes. Additional triethylamine (106 μL, 0.758 mmol) was added to the reaction and stirred at room temperature for 80 minutes. The reaction was diluted with water (3 mL) and extracted three times with dichloromethane (3 mL). The extracts were combined and concentrated, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate/n-hexane=1/2-1/1) to obtain the title compound (101 mg) as a white solid.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.61 (d, J=7.5 Hz, 1 H), 7.35-7.24 (m, 8 H), 7.28-7.17 (m, 2 H ), 5.17 (s, 1H), 5.08 (t, J = 5.5Hz, 1H), 4.37 (dt, J = 7.5, 4.8Hz, 1H), 3.71 (m , 1H), 3.61 (s, 3H), 3.61 (m, 1H); MS (ESI) m/z 314 (M+H) + .
(工程b)メチル(2S)-2-[(2,2-ジフェニルアセチル)アミノ]-3-ヒドロキシ-プロパノエート(化合物5)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を45μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物5の1mg/mLの1,2-ジクロロエタン溶液を5μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉めセプタム部に注射針(21G:内径0.57mm)を刺し、26℃で3日置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of polymer metal complex crystal containing methyl (2S)-2-[(2,2-diphenylacetyl)amino]-3-hydroxy-propanoate (compound 5) Cyclohexane-containing polymer obtained in Reference Example 1 One metal complex crystal single crystal was placed in a micro vial bottle with a septum cap along with 45 μL of cyclohexane, and 5 μL of a 1 mg/
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表5に、結晶構造を図13に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 5 and the crystal structure is shown in FIG.
(実施例6)
(工程a)L-グルタミン酸ジメチルエステル塩酸塩のアミノ基への1,1-ジフェニルアセチル基の導入によるジメチル(2S)-2-[(2,2-ジフェニルアセチル)アミノ]ペンタンジオエート(化合物6)の合成
L-グルタミン酸ジメチルエステル塩酸塩(51mg、0.24mmol)をジクロロメタン(2mL)に溶解した。この溶液に0℃にてトリエチルアミン(67μL、0.48mmol)、ジフェニルアセチルクロリド(50mg、0.22mmol)を加え、室温まで昇温し2時間撹拌した。この反応液を濃縮し、残渣を逆相HPCL(0.1%TFAアセトニトリル/0.1%TFA水=15~90%)にて精製後、凍結乾燥することで白色固体として表題化合物(58mg)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 8.72(d,J=7.4Hz,1H),7.35-7.18(m,10H),5.03(s,1H),4.29(ddd,J=9.0,7.4,5.5Hz,1H),3.60(s,3H),3.56(s,3H),2.39-2.26(m,2H),2.00(m,1H),1.84(m,1H);MS(ESI) m/z370(M+H)+.
(Example 6)
(Step a) Dimethyl (2S)-2-[(2,2-diphenylacetyl)amino]pentanedioate (compound 6) by introducing a 1,1-diphenylacetyl group into the amino group of L-glutamic acid dimethyl ester hydrochloride ) synthesis
L-glutamic acid dimethyl ester hydrochloride (51 mg, 0.24 mmol) was dissolved in dichloromethane (2 mL). Triethylamine (67 μL, 0.48 mmol) and diphenylacetyl chloride (50 mg, 0.22 mmol) were added to this solution at 0° C., and the mixture was warmed to room temperature and stirred for 2 hours. The reaction solution was concentrated, and the residue was purified by reverse-phase HPLC (0.1% TFA acetonitrile/0.1% TFA water = 15-90%), and then lyophilized to obtain the title compound (58 mg) as a white solid. got
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.72 (d, J=7.4 Hz, 1 H), 7.35-7.18 (m, 10 H), 5.03 (s, 1 H), 4. 29 (ddd, J = 9.0, 7.4, 5.5Hz, 1H), 3.60 (s, 3H), 3.56 (s, 3H), 2.39-2.26 (m, 2H ), 2.00 (m, 1H), 1.84 (m, 1H); MS (ESI) m/z 370 (M+H) + .
(工程b)ジメチル(2S)-2-[(2,2-ジフェニルアセチル)アミノ]ペンタンジオエート(化合物6)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を50μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物6の5mMの酢酸エチル溶液を5μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉め、50℃で1日置いた後、セプタム部に注射針(21G:内径0.57mm)を刺し6℃で5日置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of polymer metal complex crystal encapsulating dimethyl (2S)-2-[(2,2-diphenylacetyl)amino]pentanedioate (compound 6) Cyclohexane encapsulating polymer metal complex crystal obtained in Reference Example 1 A single crystal of was placed in a micro vial with a septum cap along with 50 μL of cyclohexane, and 5 μL of a 5 mM ethyl acetate solution of compound 6 obtained in step a was added thereto. The microvial was capped and left at 50° C. for 1 day, then the septum was pierced with an injection needle (21G: inner diameter 0.57 mm) and left at 6° C. for 5 days to concentrate the solution in the micro vial. .
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表6に、結晶構造を図14に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 6 and the crystal structure is shown in FIG.
(実施例7)
(工程a)L-フェニルアラニノールのアミノ基への1,1-ジフェニルアセチル基の導入によるN-[(1S)-1-ベンジル-2-ヒドロキシ-エチル]-2,2-ジフェニル-アセトアミド(化合物7)の合成
L-フェニルアラニノール(37mg、0.24mmol)をジクロロメタン(2mL)に溶解した。この溶液に0℃にてトリエチルアミン(34μL、0.24mmol)、ジフェニルアセチルクロリド(50mg、0.22mmol)を加え、室温まで昇温し3時間撹拌した。この反応液を濃縮し、残渣を逆相HPCL(0.1%TFAアセトニトリル/0.1%TFA水=5~95%)にて精製後、凍結乾燥することで白色固体として表題化合物(74 mg)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 8.12(d,J=8.4Hz,1H),7.34-7.09(m,13H),7.09-7.01(m,2H),4.92(s, 1H),4.81(s,1H),3.95(m,1H),2.84(dd,J=13.7,5.3Hz,1H),2.61(dd,J=13.7,8.7Hz,1H);MS(ESI)m/z346(M+H)+.
(Example 7)
(Step a) N-[(1S)-1-benzyl-2-hydroxy-ethyl]-2,2-diphenyl-acetamide ( Synthesis of compound 7)
L-Phenylalaninol (37 mg, 0.24 mmol) was dissolved in dichloromethane (2 mL). Triethylamine (34 μL, 0.24 mmol) and diphenylacetyl chloride (50 mg, 0.22 mmol) were added to this solution at 0° C., and the mixture was warmed to room temperature and stirred for 3 hours. The reaction solution was concentrated, and the residue was purified by reverse-phase HPLC (0.1% TFA acetonitrile/0.1% TFA water = 5-95%), and then lyophilized to give the title compound (74 mg) as a white solid. ).
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.12 (d, J=8.4 Hz, 1 H), 7.34-7.09 (m, 13 H), 7.09-7.01 (m, 2 H ), 4.92 (s, 1H), 4.81 (s, 1H), 3.95 (m, 1H), 2.84 (dd, J=13.7, 5.3 Hz, 1H), 2. 61 (dd, J=13.7, 8.7 Hz, 1 H); MS (ESI) m/z 346 (M+H) + .
(工程b)N-[(1S)-1-ベンジル-2-ヒドロキシ-エチル]-2,2-ジフェニル-アセトアミド(化合物7)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例2で得られたノルマルヘプタン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を50μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物7の5mMの酢酸1,2-ジクロロエタン溶液を5μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉めセプタム部に注射針(24G:内径0.37mm)を刺し50℃で1日置いた後、注射針を21G(内径0.57mm)に付け替え更に50℃で2日間置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of N-[(1S)-1-benzyl-2-hydroxy-ethyl]-2,2-diphenyl-acetamide (compound 7) encapsulating polymer metal complex crystal Normal heptane obtained in Reference Example 2 One single crystal of the encapsulated polymer metal complex crystal was placed in a micro vial bottle with a septum cap along with 50 μL of cyclohexane, and 5 μL of a 5 mM
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表7に、結晶構造を図15に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 7 and the crystal structure is shown in FIG.
(実施例8)
(工程a)L-アラニンメチルエステル塩酸塩のアミノ基への4-tert-ブチルベンゾイル基の導入によるメチル(2S)-2-[(4-tert-ブチルベンゾイル)アミノ]プロパノエート(化合物8)の合成
L-アラニンメチルエステル塩酸塩(60mg、0.43mmol)、O-(7-アザベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N′,N′-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロりん酸塩(180mg、0.47mmol)、4-tert-ブチル安息香酸(77mg、0.43mmol)をジクロロメタン(2mL)に溶解した。この溶液に室温にてトリエチルアミン(130μL、0.95mmol)を加え70分間撹拌した。この反応液を水(2mL)にて希釈し、ジクロロメタン(2mL)で3回抽出した。抽出液を合わせ濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/n-ヘキサン15~40%)にて精製することで無色シロップとして表題化合物(90 mg)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 8.70(d,J=7.0Hz,1H),7.81(d,J=8.5Hz,2H),7.49(d,J=8.5Hz,2H),4.47(m,1H),3.64(s,3H),1.40(d,J=7.3Hz,3H),1.30(s,9H);MS(ESI)m/z264(M+H)+.
(Example 8)
(Step a) introduction of a 4-tert-butylbenzoyl group to the amino group of L-alanine methyl ester hydrochloride to produce methyl (2S)-2-[(4-tert-butylbenzoyl)amino]propanoate (Compound 8) synthesis
L-alanine methyl ester hydrochloride (60 mg, 0.43 mmol), O-(7-azabenzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate (180 mg , 0.47 mmol), 4-tert-butylbenzoic acid (77 mg, 0.43 mmol) was dissolved in dichloromethane (2 mL). Triethylamine (130 μL, 0.95 mmol) was added to this solution at room temperature and stirred for 70 minutes. The reaction was diluted with water (2 mL) and extracted with dichloromethane (2 mL) three times. The extracts were combined and concentrated, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate/n-hexane 15-40%) to give the title compound (90 mg) as a colorless syrup.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.70 (d, J = 7.0 Hz, 1 H), 7.81 (d, J = 8.5 Hz, 2 H), 7.49 (d, J = 8 .5 Hz, 2 H), 4.47 (m, 1 H), 3.64 (s, 3 H), 1.40 (d, J = 7.3 Hz, 3 H), 1.30 (s, 9 H); ESI) m/z 264 (M+H) + .
(工程b)メチル(2S)-2-[(4-tert-ブチルベンゾイル)アミノ]プロパノエート(化合物8)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を45μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物8の1mg/mLの1,2-ジクロロエタン溶液を5μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉め50℃で1日放置した後、セプタム部に注射針(21G:内径0.57mm)を刺し、50℃で1日置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of polymer metal complex crystal encapsulating methyl (2S)-2-[(4-tert-butylbenzoyl)amino]propanoate (compound 8) One crystal was placed in a micro vial bottle with a septum cap along with 45 μL of cyclohexane, and 5 μL of a 1 mg/
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表8に、結晶構造を図16に示した。得られた結晶構造から想定される相互作用を図17に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 8 and the crystal structure is shown in FIG. FIG. 17 shows interactions assumed from the obtained crystal structure.
(実施例9)
(工程a)チロシンメチルエステルのアミノ基への4-tert-ブチルベンゾイル基の導入によるメチル(2S)-2-[(4-tert-ブチルベンゾイル)アミノ]-3-(4-ヒドロキシフェニル)プロパノエート(化合物9)の合成
4-tert-ブチル安息香酸(102 mg、0.572 mmol)、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(110 mg、0.572mmol)をジクロロメタン(2 mL)に溶解した。この溶液に室温にてトリエチルアミン(159 μL、1.14 mmol、,L-チロシンメチルエステル(112 mg、0.572 mmol)を加え3時間撹拌した。この反応液を水(10 mL)にて希釈し、ジクロロメタン(10 mL)で3回抽出した。抽出液を合わせ濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/n-ヘキサン25~50%)にて精製することで無色シロップとして表題化合物(165 mg)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 9.19(s,1H),8.67(d,J=7.8Hz,1H),7.74(d,J=8.7Hz,2H),7.47(d,J=8.7Hz,2H),7.07(d,J=8.3Hz,2H),6.64(d,J=8.3Hz,2H),4.55(ddd,J=9.9,7.8,5.3Hz,1H),3.62(s,3H),3.03(dd,J=13.8,5.3Hz,1H),2.96(dd,J=13.8,9.9Hz,1H),1.29(s,9H);MS(ESI)m/z356(M+H)+.
(Example 9)
(Step a) Methyl (2S)-2-[(4-tert-butylbenzoyl)amino]-3-(4-hydroxyphenyl)propanoate by introduction of 4-tert-butylbenzoyl group to amino group of tyrosine methyl ester Synthesis of (compound 9)
4-tert-butylbenzoic acid (102 mg, 0.572 mmol), 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (110 mg, 0.572 mmol) were dissolved in dichloromethane (2 mL). . Triethylamine (159 μL, 1.14 mmol, ,L-tyrosine methyl ester (112 mg, 0.572 mmol) was added to this solution at room temperature and stirred for 3 hours. The reaction solution was diluted with water (10 mL). The extracts were combined and concentrated, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate/n-hexane 25-50%) to give the title compound ( 165 mg).
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 9.19 (s, 1 H), 8.67 (d, J = 7.8 Hz, 1 H), 7.74 (d, J = 8.7 Hz, 2 H), 7.47 (d, J = 8.7Hz, 2H), 7.07 (d, J = 8.3Hz, 2H), 6.64 (d, J = 8.3Hz, 2H), 4.55 (ddd , J = 9.9, 7.8, 5.3 Hz, 1H), 3.62 (s, 3H), 3.03 (dd, J = 13.8, 5.3 Hz, 1H), 2.96 ( dd, J=13.8, 9.9 Hz, 1 H), 1.29 (s, 9 H); MS (ESI) m/z 356 (M+H) + .
(工程b)メチル(2S)-2-[(4-tert-ブチルベンゾイル)アミノ]-3-(4-ヒドロキシフェニル)プロパノエート(化合物9)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を45μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物9の1mg/mLの酢酸エチル溶液を5μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉め、50℃で一晩置いた後、セプタム部に注射針(24G:内径0.37mm)を刺し50℃で2日置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of Polymer Metal Complex Crystal Encapsulating Methyl (2S)-2-[(4-tert-butylbenzoyl)amino]-3-(4-hydroxyphenyl)propanoate (Compound 9) Obtained in Reference Example 1 One single crystal of the cyclohexane-encapsulating polymer metal complex crystal was placed in a micro vial bottle with a septum cap along with 45 μL of cyclohexane, and 5 μL of the 1 mg/mL ethyl acetate solution of
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表9に、結晶構造を図18に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 9 and the crystal structure is shown in FIG.
(実施例10)
(工程a)L-セリンメチルエステル塩酸塩のアミノ基への4-tert-ブチルベンゾイル基の導入によるメチル(2S)-2-[(4-tert-ブチルベンゾイル)アミノ]-3-ヒドロキシ-プロパノエート(化合物10)の合成
4-tert-ブチル安息香酸(50mg、0.28mmol)、N,N,N′,N′-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロりん酸塩(120mg、0.31mmol)をジクロロメタン(2mL)に溶解した。この溶液に室温にてトリエチルアミン(34μL、0.24mmol)、L-セリンメチルエステル塩酸塩(48mg、0.31mmol)を加え一晩撹拌した。この反応液を濃縮し、残渣を逆相HPCL(0.1%TFAアセトニトリル/0.1%TFA水=5~95%)にて精製し後凍結乾燥することで白色固体として表題化合物(85mg)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 8.46(d,J=7.5Hz,1H),7.85-7.80(m,2H),7.52-7.46(m,2H),4.53(dt,J=7.5,5.4Hz,1H),3.79(d,J=5.4Hz,2H),3.64(s,3H),1.30(s,9H);MS(ESI)m/z280(M+H)+.
(Example 10)
(Step a) Methyl (2S)-2-[(4-tert-butylbenzoyl)amino]-3-hydroxy-propanoate by introduction of a 4-tert-butylbenzoyl group to the amino group of L-serine methyl ester hydrochloride Synthesis of (compound 10)
4-tert-butylbenzoic acid (50 mg, 0.28 mmol), N,N,N',N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate (120 mg, 0.31 mmol) were dissolved in dichloromethane (2 mL). Triethylamine (34 μL, 0.24 mmol) and L-serine methyl ester hydrochloride (48 mg, 0.31 mmol) were added to this solution at room temperature and stirred overnight. The reaction solution was concentrated, and the residue was purified by reverse-phase HPLC (0.1% TFA acetonitrile/0.1% TFA water = 5-95%), and then lyophilized to give the title compound (85 mg) as a white solid. got
1 H NMR (400MHz, DMSO-d6) δ 8.46 (d, J = 7.5Hz, 1H), 7.85-7.80 (m, 2H), 7.52-7.46 (m, 2H) ), 4.53 (dt, J = 7.5, 5.4 Hz, 1H), 3.79 (d, J = 5.4 Hz, 2H), 3.64 (s, 3H), 1.30 (s , 9H); MS (ESI) m/z 280 (M+H) + .
(工程b)メチル(2S)-2-[(4-tert-ブチルベンゾイル)アミノ]-3-ヒドロキシ-プロパノエート(化合物10)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を50μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物10の5mMの酢酸エチル溶液を5μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉め、5セプタム部に注射針(24G:内径0.37mm)を刺し50℃で3日置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of polymer metal complex crystals encapsulating methyl (2S)-2-[(4-tert-butylbenzoyl)amino]-3-hydroxy-propanoate (compound 10) Cyclohexane-encapsulating polymer obtained in Reference Example 1 One metal complex crystal single crystal was placed in a micro vial with a septum cap along with 50 μL of cyclohexane, and 5 μL of a 5 mM ethyl acetate solution of
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表10に、結晶構造を図19に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 10 and the crystal structure is shown in FIG.
(実施例11)
(工程a)L-プロリンメチルエステル塩酸塩のアミノ基への2-インドールカルボニル基の導入によるメチル(2S)-1-(1H-インドール-2-カルボニル)ピロリジン-2-カルボキシレート(化合物11)の合成
L-プロリンメチルエステル塩酸塩(83.5mg、0.504mmol)、インドール-2-カルボン酸(81.2mg、0.605 mmol)、N,N,N′,N′-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロりん酸塩(230mg、1.11 mmol)をジクロロメタン(2mL)に溶解した。この溶液に室温にてトリエチルアミン(155μL、1.11mmol)を加え、一晩撹拌した。この反応液を水(20mL)にて希釈し、ジクロロメタン(10mL)で3回抽出した。抽出液を合わせ濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/n-ヘキサン=30~50%)にて精製し、更に残渣を逆相HPCL(0.1%TFAアセトニトリル/0.1%TFA水=15~80%)にて精製後、凍結乾燥することで白色固体として表題化合物(88.3mg)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 11.59(s,1H),7.65(d,J=8.0Hz,1H),7.44(d,J=8.5Hz,1H),7.21(m,1H),7.10-7.01(m,2H),4.57(dd,J=8.5,4.7Hz,1H),3.96(t,J=6.8Hz,2H),3.65(s,3H),2.27(m,1H),2.10-1.98(m,2H),1.93(m,1H);MS(ESI)m/z273(M+H)+.
(Example 11)
(Step a) Methyl (2S)-1-(1H-indole-2-carbonyl)pyrrolidine-2-carboxylate (compound 11) by introduction of a 2-indolecarbonyl group to the amino group of L-proline methyl ester hydrochloride Synthesis of
L-proline methyl ester hydrochloride (83.5 mg, 0.504 mmol), indole-2-carboxylic acid (81.2 mg, 0.605 mmol), N,N,N',N'-tetramethyluronium hexafluoro Phosphate (230 mg, 1.11 mmol) was dissolved in dichloromethane (2 mL). Triethylamine (155 μL, 1.11 mmol) was added to the solution at room temperature and stirred overnight. The reaction was diluted with water (20 mL) and extracted three times with dichloromethane (10 mL). The extracts were combined and concentrated, and the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate/n-hexane=30-50%). After purification with 1% TFA water (15-80%), it was freeze-dried to obtain the title compound (88.3 mg) as a white solid.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 11.59 (s, 1 H), 7.65 (d, J = 8.0 Hz, 1 H), 7.44 (d, J = 8.5 Hz, 1 H), 7.21 (m, 1H), 7.10-7.01 (m, 2H), 4.57 (dd, J=8.5, 4.7Hz, 1H), 3.96 (t, J=6 .8 Hz, 2H), 3.65 (s, 3H), 2.27 (m, 1H), 2.10-1.98 (m, 2H), 1.93 (m, 1H); MS (ESI) m/z 273 (M+H) + .
(工程b)メチル(2S)-1-(1H-インドール-2-カルボニル)ピロリジン-2-カルボキシレート(化合物11)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を50μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物11の1mg/mLの酢酸エチル溶液を1μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉め50℃で1日置いた後、セプタム部に注射針(21G:内径0.57mm)を刺し50℃で3日置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of polymer metal complex crystal encapsulating methyl (2S)-1-(1H-indole-2-carbonyl)pyrrolidine-2-carboxylate (compound 11) Cyclohexane-encapsulating polymer metal complex obtained in Reference Example 1 One single crystal of the crystal was placed in a micro vial bottle with a septum cap along with 50 μL of cyclohexane, and 1 μL of a 1 mg/mL ethyl acetate solution of
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表11に、結晶構造を図20に示した。得られた結晶構造から想定される相互作用を図21に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 11 and the crystal structure is shown in FIG. FIG. 21 shows interactions assumed from the obtained crystal structure.
(実施例12)
(工程a)L-フェニルアラニンメチルエステル塩酸塩のアミノ基への2-インドールカルボニル基の導入によるメチル(2S)-2-(1H-インドール-2-カルボニルアミノ)-3-フェニル-プロパノエート(化合物12)の合成
インドール-2-カルボン酸(50mg、0.31mmol)、N,N,N′,N′-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロりん酸塩(130mg、0.34mmol)をジクロロメタン(2mL)に溶解した。この溶液に室温にてトリエチルアミン(95μL、0.68mmol)、L-フェニルアラニンメチルエステル塩酸塩(74mg、0.34mmol)を加え、1時間撹拌した。この反応液を濃縮し、残渣を逆相HPCL(0.1%TFAアセトニトリル/0.1%TFA水=15~90%)にて精製後、凍結乾燥することで白色固体として表題化合物(88mg)を得た。
1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ 11.52(d,J=2.2Hz,1H),8.84(d,J=8.0Hz,1H),7.63(d,J=7.8Hz,1H),7.40(dd,J=8.3,1.1Hz,1H),7.35-7.23(m,4H),7.22-7.15(m,3H),7.03(m,1H),4.71(ddd,J=10.1,8.0,5.2Hz,1H),3.65(s,3H),3.19(dd,J=13.8,5.2Hz,1H),3.10(dd,J=13.8,10.1Hz,1H);MS(ESI)m/z m/z323(M+H)+.
(Example 12)
(Step a) Methyl (2S)-2-(1H-indole-2-carbonylamino)-3-phenyl-propanoate (compound 12) by introducing a 2-indolecarbonyl group to the amino group of L-phenylalanine methyl ester hydrochloride ) synthesis
Indole-2-carboxylic acid (50 mg, 0.31 mmol), N,N,N',N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate (130 mg, 0.34 mmol) were dissolved in dichloromethane (2 mL). Triethylamine (95 μL, 0.68 mmol) and L-phenylalanine methyl ester hydrochloride (74 mg, 0.34 mmol) were added to this solution at room temperature and stirred for 1 hour. The reaction mixture was concentrated, and the residue was purified by reverse-phase HPLC (0.1% TFA acetonitrile/0.1% TFA water = 15-90%), and then lyophilized to give the title compound (88 mg) as a white solid. got
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 11.52 (d, J = 2.2 Hz, 1 H), 8.84 (d, J = 8.0 Hz, 1 H), 7.63 (d, J = 7.8Hz, 1H), 7.40 (dd, J = 8.3, 1.1Hz, 1H), 7.35-7.23 (m, 4H), 7.22-7.15 (m, 3H) ), 7.03 (m, 1H), 4.71 (ddd, J = 10.1, 8.0, 5.2 Hz, 1H), 3.65 (s, 3H), 3.19 (dd, J = 13.8, 5.2 Hz, 1 H), 3.10 (dd, J = 13.8, 10.1 Hz, 1 H); MS (ESI) m/z m/z 323 (M+H) + .
(工程b)メチル(2S)-2-(1H-インドール-2-カルボニルアミノ)-3-フェニル-プロパノエート(化合物12)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を50μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物12の5mMの酢酸エチル溶液を5μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉め、50℃で3日置いた後、セプタム部に注射針(21G:内径0.57mm)を刺し50℃で1日置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of polymer metal complex crystal encapsulating methyl (2S)-2-(1H-indole-2-carbonylamino)-3-phenyl-propanoate (compound 12) Cyclohexane-encapsulating metal polymer obtained in Reference Example 1 One single crystal of the complex crystal was placed in a micro vial bottle with a septum cap along with 50 μL of cyclohexane, and 5 μL of a 5 mM ethyl acetate solution of
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表12に、結晶構造を図22に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 12 and the crystal structure is shown in FIG.
(実施例13)
(工程a)D-マンデル酸のカルボキシ基へのジフェニルメチル基の導入によるベンズヒドリル(2R)-2-ヒドロキシ-2-フェニル-アセテート(化合物13)の合成
D-マンデル酸(51.5 mg, 0.338 mmol)をジクロロエメタン(2 mL)に溶解し、SYNLETT 2014, 25, 0283-0287.記載の方法で合成したジフェニルメチルトリクロロアセトイミダート(114mg、0.439mmol)を加え、室温にて一晩撹拌した。この反応液を濃縮し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することで、表題化合物(96.9mg)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 7.49-7.42(m,2H),7.40-7.30(m,7H),7.27(m,1H),7.23-7.17(m,3H),7.14-7.07(m,2H),6.77(s,1H),6.17(s,1H),5.30(s,1H);MS(ESI)m/z167(M-C8H7O3)+.
(Example 13)
(Step a) Synthesis of benzhydryl (2R)-2-hydroxy-2-phenyl-acetate (compound 13) by introduction of a diphenylmethyl group to the carboxy group of D-mandelic acid
D-mandelic acid (51.5 mg, 0.338 mmol) was dissolved in dichloroethane (2 mL), SYNLETT 2014, 25, 0283-0287. Diphenylmethyltrichloroacetimidate (114 mg, 0.439 mmol) synthesized by the method described was added and stirred overnight at room temperature. The reaction solution was concentrated and the residue was purified by silica gel column chromatography to give the title compound (96.9 mg).
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.49-7.42 (m, 2H), 7.40-7.30 (m, 7H), 7.27 (m, 1H), 7.23- 7.17 (m, 3H), 7.14-7.07 (m, 2H), 6.77 (s, 1H), 6.17 (s, 1H), 5.30 (s, 1H); (ESI) m/z 167 (M-C8H7O3) + .
(工程b)ベンズヒドリル(2R)-2-ヒドロキシ-2-フェニル-アセテート(化合物13)内包高分子金属錯体結晶の合成
参考例1で得たシクロヘキサン内包高分子金属錯体結晶の単結晶1粒を45μLのシクロヘキサンと共に、セプタムキャップ付マイクロバイアル瓶に入れ、この中に工程aで得た化合物13の1mg/mLの酢酸エチル溶液を5μL加えた。このマイクロバイアル瓶のキャップを閉め50℃で1日置いた後、セプタム部に注射針(21G:内径0.57mm)を刺し50℃で1日置くことでマイクロバイアル瓶内の溶液を濃縮した。
(Step b) Synthesis of benzhydryl (2R)-2-hydroxy-2-phenyl-acetate (compound 13)-encapsulating polymer metal complex crystal 45 μL of one single crystal of the cyclohexane-encapsulating polymer metal complex crystal obtained in Reference Example 1. of cyclohexane into a micro vial bottle with a septum cap, and 5 μL of a 1 mg/mL ethyl acetate solution of
得られた単結晶のX線結晶構造解析を行い結晶内に内包された分子を確認した。結晶学的データを表13に、結晶構造を図23に示した。得られた結晶構造から想定される相互作用を図24に示した。 The obtained single crystal was subjected to X-ray crystal structure analysis to confirm the molecules included in the crystal. The crystallographic data are shown in Table 13 and the crystal structure is shown in FIG. FIG. 24 shows interactions assumed from the obtained crystal structure.
本発明は、親水性有機化合物の構造解析、特に、海洋生物等に由来する微量の生理活性物質、農医薬品やその原料に含まれる微量物質、又は電子部品の製造に用いる原材料に含まれる微量物質としての親水性有機化合物の分子構造の同定に有用である。 The present invention relates to structural analysis of hydrophilic organic compounds, particularly trace amounts of physiologically active substances derived from marine organisms, trace substances contained in agricultural drugs and their raw materials, or trace substances contained in raw materials used in the production of electronic parts. It is useful for identifying the molecular structure of hydrophilic organic compounds as
1 結晶面X
2 結晶面Y
3 細孔
4 細孔が延在する方向
5 三次元ネットワーク構造
6 三次元ネットワーク構造
7 三次元ネットワーク構造
8 三次元ネットワーク構造
9 トリス(4-ピリジル)トリアジン
10 トリス(4-ピリジル)トリアジン
11 トリフェニレン分子
12 蓋部(セプタム付き蓋)
12a セプタム部
12b プラスチック部
13 開口部(ガス抜き用中空針)
14 容器本体(バイアル瓶)
15 有機化合物(α)の溶媒溶液
16 高分子金属錯体の単結晶
17 結晶支持体
A 細孔
B 細孔
1 crystal plane X
2 Crystal plane Y
3 pores
4 Direction in which pores extend
5 Three-dimensional network structure
6 Three-dimensional network structure
7 Three-dimensional network structure
8 Three-dimensional network structure
9 Tris(4-pyridyl)triazine
10 Tris(4-pyridyl)triazine
11 triphenylene molecule
12 Lid (lid with septum)
12a Septum
12b plastic part
13 Opening (hollow needle for degassing)
14 Container body (vial bottle)
15 Solvent solutions of organic compounds (α)
16 Single crystals of polymer metal complexes
17 crystal supports
A pore
B pore
Claims (14)
前記結晶スポンジ法が、有機化合物の分子構造決定方法であって、以下の工程(1)~(3)、
(1)ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を提供する工程であって、
前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶が、式:[〔M(X)2〕3(L)2]n〔式中、Mは金属イオンを表し、Xは一価の陰イオンを表し、Lは、下記式(1)
(式中、Arは、置換基を有していてもよい3価の芳香族基を表し、X1~X3は、それぞれ独立に、2価の有機基、またはArとY1~Y3とを直接結ぶ単結合を表し、Y1~Y3は、それぞれ独立に、配位性部位を有する1価の有機基を表す)で示される三座配位子を表し、nは任意の自然数を表す〕で示される高分子金属錯体の結晶であって、
前記三座配位子が、前記金属イオンに配位して三次元ネットワーク構造を形成し、かつ、該三次元ネットワーク構造が、その内部に空隙を有し、前記空隙に、脂肪族炭化水素;脂環式炭化水素;エーテル類;エステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ナフタレン、アントラセン及びフェナントレンからなる群から選ばれる芳香族炭化水素;ハロゲン化炭化水素、並びにニトリル類からなる群から選ばれる少なくとも一種が、ゲスト化合物(A)として内包されており、
前記空隙における、前記ゲスト化合物(A)の存在量が、前記空隙に内包されているすべてのゲスト化合物に対して60モル%以上である、工程、
(2)前記有機化合物を含む溶媒溶液に前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を浸漬させて、前記三次元ネットワーク構造内の空隙に、前記有機化合物の分子が内包されてなる結晶構造解析用試料を得る工程、並びに
(3)前記結晶構造解析用試料の結晶構造解析を行って、前記三次元ネットワーク構造内の空隙に内包されている有機化合物の分子構造を決定する工程、
を含む、方法であり、
前記結晶構造解析用試料調製方法が、以下の工程(a)及び(b)、
(a)前記親水性有機化合物の極性基に疎水性置換基を導入して、疎水性置換基を導入した有機化合物を得る工程、及び
(b)前記疎水性置換基を導入した有機化合物を含む溶媒溶液に前記ゲスト化合物内包高分子金属錯体結晶を浸漬させて、前記三次元ネットワーク構造内の空隙に、前記疎水性置換基を導入した有機化合物の分子が内包されてなる前記結晶構造解析用試料を得る工程、
を含むことを特徴とする、結晶構造解析用試料調製方法。 A sample preparation method for crystal structure analysis for structural analysis by the crystal sponge method of a hydrophilic organic compound having a polar group, comprising:
The crystal sponge method is a method for determining the molecular structure of an organic compound, and comprises the following steps (1) to (3),
(1) A step of providing a polymer metal complex crystal containing a guest compound,
The guest compound-encapsulating polymer metal complex crystal has the formula: [[M(X) 2 ] 3 (L) 2 ] n [wherein M represents a metal ion, X represents a monovalent anion, L is the following formula (1)
(In the formula, Ar represents a trivalent aromatic group which may have a substituent, and X 1 to X 3 are each independently a divalent organic group, or Ar and Y 1 to Y 3 Y 1 to Y 3 each independently represent a monovalent organic group having a coordinating site), n is any natural number A crystal of a polymer metal complex represented by
The tridentate ligand coordinates to the metal ion to form a three-dimensional network structure, and the three-dimensional network structure has voids therein, and the voids contain an aliphatic hydrocarbon; Ethers; Esters; Aromatic hydrocarbons selected from the group consisting of benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, anthracene and phenanthrene; Halogenated hydrocarbons, and Nitriles. At least one is included as a guest compound (A),
a step in which the abundance of the guest compound (A) in the voids is 60 mol% or more with respect to all guest compounds contained in the voids;
(2) A sample for crystal structure analysis in which the polymer metal complex crystal containing the guest compound is immersed in a solvent solution containing the organic compound, and the molecules of the organic compound are included in the voids in the three-dimensional network structure. and (3) performing crystal structure analysis of the sample for crystal structure analysis to determine the molecular structure of the organic compound contained in the voids in the three-dimensional network structure;
a method comprising
The method for preparing a sample for crystal structure analysis includes the following steps (a) and (b),
(a) introducing a hydrophobic substituent to the polar group of the hydrophilic organic compound to obtain an organic compound having a hydrophobic substituent; and (b) comprising the organic compound having the hydrophobic substituent. The sample for crystal structure analysis, in which the polymer metal complex crystal encapsulating the guest compound is immersed in a solvent solution, and molecules of the organic compound introduced with the hydrophobic substituent are included in the voids in the three-dimensional network structure. a step of obtaining
A sample preparation method for crystal structure analysis, comprising:
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