JPH112606A

JPH112606A - キラリティ解析方法

Info

Publication number: JPH112606A
Application number: JP17096797A
Authority: JP
Inventors: Akio Wada; 明生和田; Takashi Takakuwa; 尭高桑; Hiroshi Masago; 央真砂; Koji Nakanishi; 香爾中西; Belova Nina; ベローバニーナ; Kenkoku To; 建国董
Original assignee: NIPPON BUNKOU KK
Current assignee: NIPPON BUNKOU KK
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的はキラリティ解析に当たっての
検出感度を大きく向上させることにある。【解決手段】キラリティを有する物質に蛍光性官能基を
導入し、それを左右の円偏光で励起してそれぞれの蛍光
強度を測定し、左円偏光励起と右円偏光励起の蛍光強度
差情報より該物質のキラリティを解析することを特徴と
するキラリティ解析方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はキラリティ解析方
法、特にその測定感度の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】薬物や毒物、あるいは生体内に存在する
機能性生体成分などの生理活性物質の多くはいわゆるキ
ラリティを有し、その生理活性がキラリティすなわち、
物質の絶対構造、立体構造、あるいは立体配置などに強
く依存することが広く知られている。例えば、アミノ酸
の一つであるアスパラギンのＲ体は甘いが、Ｓ体は苦
い。エストロンの（＋）体は女性ホルモンとして機能す
るが、（−）体にはその機能がない。サリドマイドのＲ
体には催眠作用があるが、Ｓ体には催奇性があるなどの
事例が周知である。

【０００３】このため、これらの生理活性物質の探索、
合成、代謝、作用などの研究においては、その物質のキ
ラリティの把握がきわめて重要なこととされてきた。し
かしながら、このキラリティのみ異なる光学異性体は、
一般に化学的性質は同一ないし極めて近似しており、こ
のためキラリティを把握し、解析する手段は、単結晶Ｘ
線構造解析か、カイロオプティカルスペクトロスコピー
（円二色性スペクトル（ＣＤ）、旋光分散スペクトル
（ＯＲＤ）等の総称）に限られている。この中で、ＣＤ
は、試料が溶液状で測定可能なこと、測定操作が比較的
手軽なことから、この種の研究に広く用いられてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、試料物
質が示す左円偏光の光吸収と、右円偏光の光吸収の差で
あるＣＤは、適用に当たって次のような２つの限界があ
る。適当なＣＤスペクトルが観測されるためには、対象と
なる試料分子に適当な光吸収の元となる発色団が含まれ
ている必要がある。発色団が含まれていない物質では適
当なＣＤスペクトルが観測されず、適用ができない。

【０００５】一方、ＣＤのない試料でもＯＲＤは観測さ
れるが、このような場合のＯＲＤスペクトルは一般に単
調で構造の解析にはあまり役立たない。逆にＣＤがある
場合には、ＯＲＤスペクトルは情報としてはＣＤと等価
でしかないにもかかわらず形がＣＤよりも複雑となり、
その上感度も低い。従って、ＯＲＤはＣＤの限界を補う
ものではない。ＣＤの感度は光吸収そのものに比べ、至適な試料の場
合でも１／１００、通常は１／１０００〜１／１０００
０と低く、それを補うために比較的高い濃度の測定試料
が必要となる。

【０００６】しかしながら、対象となる生理活性物質
は、大量の採取が難しいことが一般的であり、測定・解
析に当たって大量の試料確保に多大の努力が払われてい
る。このような努力を軽減し、また大量の試料を採取す
ることが困難であるため実際には着手できなかった研究
分野を切り開くために、キラリティ解析に当たっての測
定手段の感度の向上が希求されている。本発明は前記従
来技術に鑑みなされたものであり、その目的はキラリテ
ィ解析に当たっての検出感度を大きく向上させることに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明にかかるキラリティ解析方法は、キラリティを
有する物質に蛍光性官能基を導入し、それを左右の円偏
光で励起してそれぞれの蛍光強度を測定し、左円偏光励
起と右円偏光励起の蛍光強度差情報より該物質のキラリ
ティを解析することを特徴とする。また、本発明におい
て、前記左右の円偏光は実質的に同一波長で切り替えて
照射し、かつ照射波長を順次変更し、左円偏光励起と右
円偏光励起の蛍光強度差を波長と相関させてスペクトル
を得、該スペクトルより前記物質のキラリティを解析す
ることが好適である。

【０００８】

【発明の実施形態】以下、本発明の好適な実施形態につ
いて図面を参照しつつ説明する。本発明においては、前
述したように生理活性物質などのキラリティを有する物
質に、化学的手段を用いて蛍光性官能基を導入して蛍光
物質とし、円二色性蛍光励起スペクトルあるいは蛍光検
出円二色性スペクトルを測定して、対象となる試料物質
のキラリティ解析に供する。ここで、蛍光性官能基とし
ては、特に限定されるものではないが、ナフタレン環、
アントラセン環、ピレン環、ペリレン環、コロネン環、
ポルフィリン環等を含む基が蛍光強度が強く、かつそれ
自身の対称性が高く、電子状態や吸収・蛍光の遷移モー
メントの方向などが十分に研究されていて、後の解析に
好都合である。

【０００９】円二色性蛍光励起スペクトルとは、試料に
単色化した左と右の円偏光を交互に照射して励起したと
きの蛍光強度を測定し、左の円偏光で励起したときと、
右の円偏光で励起したときの蛍光強度の差を波長に対し
て記録するものである。また、蛍光検出円二色性スペク
トルは、その蛍光強度の差を平均の蛍光強度で割ったも
のを波長に対して記録するものである。

【００１０】なお、これらのスペクトルを採取する際に
は、分光器より順次波長走査された単色光を直線偏光化
した後、光弾性変調素子などに導入し、その変調周波数
により左右の円偏光を生成し、試料に照射することが好
適である。これら２つのスペクトルの感度は、従来のＣ
ＤやＯＲＤに比べて１〜３桁高く、望まれていた感度向
上が実現される。また、これらの方法によって、元々発
色団のなかった物質についても、そのキラリティを反映
するスペクトルが得られるようになり、測定・解析が可
能になる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しつつ、本発明のより具体
的な実施例を説明する。２Ｒ，３Ｒ−ブタンジオールこの２Ｒ，３Ｒ−ブタンジオールは生理活性物質ではな
いが、本発明の効果を確認するために選択したモデル物
質であり、図１に示すような構造を有している。

【００１２】この物質のＣＤスペクトルとＯＲＤスペク
トルを図２及び図３に示す。ＣＤスペクトル測定条件セル長：１０mm 濃度：０．１％溶媒：Ｈ₂Ｏ測定温度：室温レンジ：６００−２００nm バンド幅：１．０nm 積算：２回レスポンス：２秒走査速度：５０nm/min

【００１３】ＯＲＤスペクトル測定条件セル長：１０mm 濃度：０．８％溶媒：Ｈ₂Ｏ測定温度：室温レンジ：６００−２００nm バンド幅：１．０nm 積算：２回レスポンス：２秒走査速度：５０nm/min この分子には発色団が含まれていないので、ＣＤスペク
トルは観察されていない。ＯＲＤスペクトルも、単調
で、構造の解析には役立たない。

【００１４】そこで、このブタンジオールに含まれるＯ
Ｈ基を利用して、β−ナフトイルクロリドと反応させ、
蛍光性官能基であるナフチル基を導入する。そうする
と、この試薬は２Ｒ，３Ｒ−ブタンジオールと縮合反応
し、２Ｒ，３Ｒ−ビスナフトイルブタンジオール（図
４）となる。

【００１５】この試料の１．７８ppmのアセトニトリル
溶液のＣＤスペクトルを図５に示す。導入された発色団
によってＣＤを持つようになり、エキシトン分裂型のス
ペクトル構造が得られ、その分子のキラリティの解析が
可能となる。ＣＤスペクトル測定条件セル長：１０mm 濃度：０．０００１７８％溶媒：ＣＨ₃ＣＮ測定温度：室温レンジ：３５０−１９０nm バンド幅：１．０nm 積算：２回レスポンス：２秒走査速度：５０nm/min

【００１６】さらに、この試料を１／１００に希釈して
１７．８ppbとし、そのＣＤスペクトル、蛍光検出ＣＤ
スペクトル及び円二色性蛍光励起スペクトルを測定した
ものを、それぞれ図６，７，８に示す。蛍光検出ＣＤスペクトル測定条件濃度：１．７８×１０^-6％溶媒：ＣＨ₃ＣＮ測定温度：室温レンジ：３１０−１９０nm バンド幅：５．０nm 積算：６回レスポンス：２秒走査速度：５０nm/min

【００１７】蛍光励起ＣＤスペクトル測定条件濃度：１．７８×１０^-6％溶媒：ＣＨ₃ＣＮ測定温度：室温レンジ：３１０−１９０nm バンド幅：５．０nm 積算：６回レスポンス：２秒走査速度：５０nm/min

【００１８】図６より明らかなように、ＣＤスペクトル
はノイズと同程度の大きさとなって、もはや判別が困難
であるが、蛍光検出ＣＤスペクトル（図７）、及び円二
色性蛍光励起スペクトル（図８）によれば、十分なＳ／
Ｎ比をもって観察される。この例で計算したＣＤに対す
る円二色性蛍光励起スペクトルの感度比は約２０倍であ
る。このように、本発明を適用すると、元々発色団がな
くてＣＤスペクトルの測定もできなかった物質につい
て、従来ではおよそ望めなかった感度をもって、キラリ
ティを反映するスペクトル情報を得ることができる。発
色団があってＣＤが観測できても、感度が十分でないと
きには、本発明を適用すると、感度を桁単位で向上させ
ることができる。

【００１９】また、本発明では光吸収に比べて波長選択
性が高い蛍光で試料物質のキラリティを観測する。例え
ば分子の中に不斉中心が複数存在するような場合で、そ
のままの状態でＣＤ測定を行うと、得られたＣＤバンド
がどの不斉中心を反映しているのかの帰属判断が難し
く、解析が困難な場合も少なくない。このような場合で
もキラリティを調べようとする不斉中心の構造を反映す
るような位置に蛍光性の官能基を導入し、本発明のスペ
クトルを測定すると、蛍光検出のもつ高い選択性によっ
てスペクトルがシンプルとなり、局所的な構造情報を得
ることが可能となり、物質分子の構造を位置の選択性を
もって解析することができる。

【００２０】蛍光性官能基の導入例蛍光性官能基を化学的に導入するために、導入される化
合物が有する比較的化学的に活性な官能基が利用され
る。例えば水酸基（−ＯＨ）、カルボキシル基（−ＣＯ
ＯＨ）をもつ場合にはエステル化反応を利用して導入で
きる。アミノ基（−ＮＨ₂）には、オルトフタルアルデ
ヒドやフロロレスカミン、５−ジメチルアミノ−１−ナ
フタレンスルホニルクロリド（通称ダンシルクロリド）
などとの反応が利用できる。

【００２１】本発明の一実施例として、試料１，２−ジ
ヒドロキシシクロヘキサンの２つの−ＯＨ基にエステル
化によってナフトイル基を導入する手順を示す。１．温風で乾燥したガラス製反応容器（５mlナス型フラ
スコ）を用意し、この中に乾燥させた試料５mgを入れ、
中の空気を不活性ガス（アルゴンガス）に置換する。２．５酸化リンを入れたデシケータ中に１日おいて乾燥
させた触媒（０．１当量の４−ジメチルアミノピリジ
ン；０．５３mg）と活性化剤（４当量のトリフロロメタ
ンスルホン酸銀；４４mg）を、前記ガラス製容器内に入
れる。

【００２２】３．環流しておいたピリジン０．５mlをガ
ラス製シリンジを用いて加え、マグネチックスターラー
で撹拌して溶解させる。４．誘導体化試薬である２−ナフトイルクロリド６６mg
（４当量）を加え、アルミホイルで容器全体を包み遮光
し、室温下で１０時間撹拌しながら反応させる。５．反応終了後、蒸留水を１滴加え、３０分間撹拌し、
過剰の誘導体化試薬を分解させる。６．アルミホイルを取り除き、ベンゼン２mlを加え、激
しく撹拌する。

【００２３】７．無水硫酸ナトリウムを薬さじ１杯加え
る。これを無水硫酸ナトリウムのカラムに通し、ベンゼ
ンで溶出し、水分と固形分を除く。８．ロータリーエバポレータでベンゼンを蒸発除去し、
さらに真空ポンプで減圧してピリジンを除去する。９．固形分に１mlのヘキサン／酢酸エチル（２：１）を
加えて懸濁液とし、これをアルミナのカラムに乗せ、酢
酸エチル２mlで溶出させて酸性成分を除去する。 10．溶出液を蒸発乾固した後、０．５mlのクロロホルム
に溶解し、シリカゲルの薄層クロマトグラフィーで展開
液にベンゼン／酢酸エチル（９：１）を用いて精製す
る。

【００２４】なお、次に各種物質の蛍光性官能基導入例
を示す。導入例１１，２−トランス−シクロヘキサン−ジオー
ル図９に示すように、１，２−トランス−シクロヘキサン
−ジオール（ａ）に対しては、ナフトイルクロライド
（Ｎａｐｈ−Ｃｌ）と反応させ、１，２−トランス−シ
クロヘキサン−ジオールビスナフトエート（ａ−１）
にする方法、アンスロイルクロライド（Ａｎｔｈ−Ｃ
ｌ）と反応させ、１，２−トランス−シクロヘキサン−
ジオールビスアンスロエート（ａ−２）にする方法、
６−メトキシナフトイルクロライド（ＭｅＯＮａｐｈ−
Ｃｌ）と反応させ、１，２−トランス−シクロヘキサン
−ジオールビス−６−メトキシ−２−ナフトエート
（ａ−３）にする方法などが挙げられる。

【００２５】導入例２５−コレスタン図１０に示すように、５−コレスタン（ｂ）に対して
は、アンスロイルクロライド（Ａｎｔｈ−Ｃｌ）を反応
させ、５−コレスタンビスナフトエート（ｂ−２）と
する方法、１−ピレンカルボニルクロライド（Ｐｙ−Ｃ
ｌ）と反応させ、５−コレスタンビスピレンカルボキシ
レート（ｂ−４）とする方法等が挙げられる。導入例３ウアバゲニン図１１に示すように、ウアバゲニン（ｃ）に対しては、
ナフトイルクロライド（Ｎａｐｈ−Ｃｌ）と反応させ、
ウアバゲニン１，３，１９−トリナフトエート（ｃ−
１）とする方法などが挙げられる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるキラ
リティ解析方法によれば、キラリティを有する物質に蛍
光性官能基を導入し、左円偏光励起と右円偏光励起時の
蛍光強度差情報よりキラリティを解析することとしたの
で、大幅な感度向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例で試料として用いた２Ｒ，３
Ｒ−ブタンジオールの立体構造の説明図である。

【図２】前記２Ｒ，３Ｒ−ブタンジオールのＣＤスペク
トル図である。

【図３】前記２Ｒ，３Ｒ−ブタンジオールのＯＲＤスペ
クトル図である。

【図４】本発明の一実施例で試料として用いた２Ｒ，３
Ｒ−ブタンジオールの蛍光官能基修飾体である２Ｒ，３
Ｒ−ビス−ナフトイルブタンジオールの立体構造の説明
図である。

【図５】２Ｒ，３Ｒ−ビス−ナフトイルブタンジオール
（１．７８ｐｐｍ）のＣＤスペクトル図である。

【図６】２Ｒ，３Ｒ−ビス−ナフトイルブタンジオール
（１７．８ｐｐｂ）のＣＤスペクトル図である。

【図７】２Ｒ，３Ｒ−ビス−ナフトイルブタンジオール
（１７．８ｐｐｂ）の蛍光検出ＣＤスペクトル図であ
る。

【図８】２Ｒ，３Ｒ−ビス−ナフトイルブタンジオール
（１７．８ｐｐｂ）の円二色性蛍光励起スペクトル図で
ある。

【図９】１，２−トランス−シクロヘキサン−ジオール
への蛍光性官能基の導入例の説明図である。

【図１０】５−コレスタンへの蛍光性官能基の導入例の
説明図である。

【図１１】ウアバゲニンへの蛍光性官能基の導入例の説
明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中西香爾アメリカ合衆国 10027 ニューヨーク州ニューヨークリバーサイドドライブ 560 (72)発明者ニーナベローバアメリカ合衆国 10027 ニューヨーク州ニューヨーク 119ストリートウエスト400 (72)発明者董建国アメリカ合衆国 11737 ニューヨーク州エルムハースト 42アヴェニュー 94− 16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キラリティを有する物質に蛍光性官能基
を導入し、それを左右の円偏光で励起してそれぞれの蛍
光強度を測定し、左円偏光励起と右円偏光励起の蛍光強
度差情報より該物質のキラリティを解析することを特徴
とするキラリティ解析方法。
【請求項２】請求項１記載の方法において、前記左右
の円偏光を実質的に同一波長で切り替えて照射し、かつ
照射波長を順次変更し、左円偏光励起と右円偏光励起の
蛍光強度差を波長と相関させてスペクトルを得、該スペ
クトルより前記物質のキラリティを解析することを特徴
とするキラリティ解析方法。