東京工芸大学工学部紀要 Vol.38 No.1（2015）

851

＊1 東京工芸大学大学院博士課程後期大学院生、現在上智大学理工学部特別研究員 ＊2 東京工芸大学工学部生命環境化学科卒業研究生 ＊3 東京工芸大学工学研究科客員研究員 ＊4 東京工芸大学工学部生命環境化学科教授

2015 年 9 月 28 日 受理

環状イソマルトース（シクロデキストラン）の分子特性と構造

藤原 章司*1 小澤 開土*2 成澤 俊明*3 高橋 圭子*4

Molecular properties and molecular structure of α-(1,6)-cycloisomaltoses

Shoji Fujiwara*1Kaito Ozawa*2 Toshiaki Narusawa*3 Keiko Takahashi*4

The chemistry of large ring molecules has been very much part and parcel of the development of supramolecular chemistry. Cyclodextrins (CyDs) are typical cyclic oligosaccharide. Cyclodextrans (CIs) are also naturally occurring α-(1,6)-linked cyclic isomaltooligosaccharides, consisting of seven to seventeen glucopyranosyl residues. Three secondary hydroxy groups are situated on one of the edges of the ring, whereas no hydroxy group is placed on the other edge. To indicate the structural characterization of CIs comparing with CyDs, NMR spectroscopy; 1H, 13C NMR and relaxation measurement were studied. Owing to the presence of C6 methylene groups and the absence of hydrogen bonding belt, CIs have high water solubility and flexible ring structure. We also indicate direct evidence that CIs include Congo red molecules.

諸言

シクロデキストラン

環状オリゴ糖は環状構造の内側に種々の物質を取り込

み包接化合物を形成する。代表的分子は D-グルコースが

α-1,4 結合で環状に連なったシクロデキストリン

（Cyclodextrin; CyD）である。CyD は、疎水性相互作用を

駆動力として、空洞の大きさに応じた分子をゲスト分子と

して包接するユニークな特性を有している 1)。包接に伴い、

ゲスト分子の安定化や水溶化をもたらし、食品、医薬品か

ら機能性材料に至るまで、多様な分野で応用展開されてい

る 2)。 CyD 以外にも環状オリゴ糖は存在する。グルコースを

単位構造としたものだけでも、α-1,6、 β-1,2、 β-1,3-環状

オリゴグリコシドが報告されている (Figure 1)3)。α-1,6 結

合した環状オリゴグリコシドは環状イソマルトオリゴ糖

(cycloisomaltooligosuccharide)あるいはシクロデキストラン

(cyclodextran)とも呼ばれ CI と略記されている 4)。α-1,4 結

合環状グルコピラノシド CyD は狭い空洞縁に 1 級水酸基

を広い空洞縁に 2 級水酸基を有しているのに対し、CI は 2級水酸基のみを有している。したがって CyD のような深

く堅固な疎水性空洞を有していない。浅く広くフレキシブ

ルな空洞を有している。CyD は 19世紀末に発見されたが、

CI は 1993 年に発見された 5)。CI はショ糖からデキストラ

ンを合成するデキストラン生産菌と、デキストランを原料

として CI を合成する環状イソマルトオリゴ糖グルカノト

ランスフェラーゼ[EC2.4.4.248]による分子内転移反応によ

って生産されており、現在の CI 生産法では CI-7～CI-12（グルコース残基が 7～12 個）の含有量が 15%程度で、複

数の環状オリゴ糖を含有したまま生産されている。現在の

ところグルコース数が 7 個から 17 個までの CI-7~CI-17 ま

での 11 種類が構造決定されている 6)。CI は CyD 同様、非

還元性糖質で、加熱、酸・アルカリにも強く安定である。

CyD と異なり、等量以下の水に溶解する高い水溶性を有し

ている。さらに、-1,6 結合であるので、-1,4 結合を切断

するアミラーゼや消化酵素にもグリコシド結合は切断さ

れない。即ち、経口摂取しても、体内でカロリー源となら

ない。-CyD を除く CyD; -、-CyD が腸内細菌や消化

酵素でグリコシド結合が切断されて非環状になることを

考えると、-CyD が対象としている比較的大きなゲスト分

子に対する包接能力の検証が望まれるところである。CIは環の大きさにかかわらず、グルコーストランスフェラー

ゼ阻害作用を有し、抗う蝕性を発現することから 7)、様々

な環の大きさの CI と非環状 α-1,6-グルコシドの混合物で

ある CI-plus を主成分とした虫歯防止剤が実用に付されて

いる。さらに、グルコースの 2 位から分岐を有する分岐シ

Figure 1. Various cyclic oligoglucosides.

O

H

H

HO

H

OOHH

H

OH

n

O

H

HO

H

HO

H

HOHH

O

n

‐(1,3)‐linked ‐(1,3)‐linked‐(1,6)‐linked

‐(1,6)‐linked‐(1,4)‐linked ‐(1,2)‐linked

n

O

HHO

H

HO

H

H

O

H

OH

O

H

HO

H

O

H

OHHOH

OH

n

O

H

HO

H

HO

H

OHHH

O

n

O

H

HO

H

O

H

HOHH

OH

n

natural product

artificial product

86

2

クロ

接作

工業

CI中、

特性

本

収ス

ク

トル

(SPの化

る報

2

ロデキストラ

作用を有する

業規模での C研究報告は限

、ビクトリアブ

性を示した報

研究の目的

当研究室では

スペクトル (トル (CD)、核

ル (MS)、表

PR)法などを用

化学修飾 CyD報告および分

Figure 2. 500

Figure 3. 125

ンも酵素を用

ことが報告さ

CI 生産が行わ

限られている。

ブルーの退色

報告があるのみ

的

は、CyD の包

(UV)、蛍光ス

核磁気共鳴スペ

表面プラズモ

用いて解析を

D を合成して

分子構造の報告

0MHz 1H NM

5MHz 13C NM

用いて合成され

されている 8-9)

われていないこ

。CI-10 が pH 色阻害を示した

みである。

包接現象につい

スペクトル、円

ペクトル (NMン共鳴光学

行ってきた 1

きた。CI の系

告は少ない。C

MR spectra of C

MR spectra of

東京工芸大学

れ、フラーレ)。しかしなが

こともあいま

7.0 リン酸緩衝

たことによる包

いて、紫外可視

円偏光二色性ス

MR)、質量スペ

バイオセンサ10-25)。また、種

系統的分光法

CI-7～CI-17

CIs, CyDs and

CI-10 and -

学工学部紀要 Vo

ン包

ら、

って、

衝液

包接

視吸

スペ

ペク

サー 種々

によ

、11

種類

本論

び緩

特性

る、

実験

試薬

した

機器

測定

atom32 回

J-82測定

d D-glucose in

CyD in D2O.

Vol. 36 No.2（20

類の、13C NMR論文では、CI緩和時間を検討

性について報告

誘起円偏光二

験および方法

薬 溶媒、試

た。CI は株式

器 NMR は J定した。標準的

m%）0.75 ml回、13C 核では

20 (日本分光(定した。溶媒は

n D2O.

013）

R が報告され

化学の基礎と

討した。CyD告する。また

二色性につい

法

試薬は特級また

式会社シー・ア

JEOL NM-LA的には約 5 mgに溶かし、30

は 4400 回積算

株)製)を用い

は純水を用い

れているのみで

として、NMRD との相違点に

た、コンゴーレ

いても報告する

たはそれに準

アイ・バイオ製

A500 を用いて

g の CI を重水

0.0 ℃で測定

算した。円偏光

いて、 0.1 mmいた。

である 6)。そこ

R スペクトルお

に着目して Cレッド分子に対

る。

準ずるものを使

製を使用した

て 5 mm試料管

水（ALDRICH 9した。1H 核で

二色性は JASm の石英セルに

こで

およ

I の対す

使用

た。

管で

99.9 では

SCO にて

環状イソマルトース（シクロデキストラン）の分子特性と構造

東京工芸大学工学部紀要 Vol.38 No.1（2015） 87

半経

SHa造を

SC可視

64b8G

結

NM

Cペク

-Cグル

属は

ら行

に示

され

順で

ペク

場シ

的で

の化

の化

磁場

のス

は分

性空

い

グル

う。

○

Figure 4. CO

経験的分子軌

SCIGRESS Mmiltonian AMを最適化し、

IGRESS MO 視化した。計算

bit Intel® CorGB) を用いた

果と考察

R スペクトル

CI-7、CI-8、 クトルをFigu

CyD、および Dルコースは、

は二次元 H-H行った。CI-10示した。1H Nれている。低

で 5-3.3 ppm の

クトルと比べ

シフトと、H6である。また

化学シフト値

化学シフト値

場に観測され

スペクトルで

分子内 2OH-3空洞を有して

る。このため

ルコースとは

。CI は 1 級水

○○○○○○○○

SY spectrum

軌道計算 MO Compact V

1およびPM5分子の三次元

Compact に搭

算機は Dell 製re™ 5400 proc

26-28)。

ル

CI-9、 CI-10ure 2に示した

D-グルコース

-と-体が混

H COSY と C-0 の各スペク

NMR では鋭い

低磁場側から Hの範囲にシグ

べると、アノメ

6, H6’プロトン

、CyD では構

値が依存してい

値に差異がある

れたことを除く

である。α-1,43OH 水素結合

ている。空洞の

め分子のフレ

は異なる化学シ

水酸基を有す

○○○○○○○○

of CI-10.

V1 Pro. によ

5を用いて真空

元構造につい

搭載の描画プロ

製 Precision T74cessor 3.16GH

の重水中にお

た。比較のため

の NMR スペ

混在している。

-H COSY との

トルを Figure いシグナルが 1

H1, H5, H6, Hグナルが観測さ

メリック H1 お

ンの分裂（約

構成グルコース

いるのに対し、

るのみであった

くと、-グルコ

結合で環状構

合ネットワーク

の内部には H3キシビリテイ

シフトとなっ

する 6 位とグリ

○○○○○○○

より Semiempi空における分子

て検討するた

ログラムを用い

400 (WindowsHz, main mem

おける 1H NMRに、-CyD、-

ペクトルも示し

各シグナル

の相関シグナル

4 および Figu1 スピン系で観

H6’, H3, H2, Hされた。CyDおよび H3 の低

0.2 ppm）が特

ス数に H1, H3、CI では H6,た。H1 がやや

コースとほぼ

構造を有する

クを形成し、疎

3, H5 が存在

イが制限され、

っているのであ

リコシド結合

○○○○○○○

F

irical 子構

ため、

いて

s® XP mory

MR ス

-CyD、

した。

の帰

ルか

ure 5観測

H4 の

のス

低磁

特徴

3, H5, H6’や高

同一

CyD疎水

して

、-あろ

して

いる

これ

イを

CI-7きさ

接挙13

され

んど

示し

70.9と比

てい

であ

フト

はア

値と

値の

のシ

つい

と比

きる

緩和

Cプロ

化学

糖を

時間

H3ms、して

空洞

示し

合し

○○○○○○○○

Figure 5. C-H

るので、環化

れは CI が高い

を有するとい

7 の H6, H6’のさにより分子構

挙動などの機能3C NMR にお

れた。構成グル

どない。代表例

した。CI-10 で

98 (C5), 70.42比較すると C1いる。これは Cあろう。C6 エ

トする結果と矛

アノメリック

と相関性があ

の差異に相当す

シフト値から

いて推測がで

比較して環の

るかどうかは確

和時間(T1)CyD、CI とも

ロトンは重複

学シフト値を有

を構成するグル

間 (T1/ms)を示

が約 900 ms、H5 と H6 は

て求められ約

洞壁中央（グ

した。CI-10 の

している H2、

○○○○○○○○

COSY spectru

の影響がスペ

い水溶性を有し

われているこ

のシフト値の差

構造の差異が

能性開発の可

おいては CyD 同

ルコース数に

例として CI-1では 98.35 ppm2 (C2), 66.58 (1 , C4 は低磁場

C1-C6 間でグ

エステル化 Cy矛盾しない。CC1、およびア

り、二面角(ψする 11),16)。修

環全体のグル

きたが、C6 位

歪みやフレキ

確定できなか

に α-グルコー

しているが、

有する（Figurルコース各プ

示した。CyD で

グルコシド結

はシグナルが重

400 ms であっ

リコシド結合

の場合、2 級水

H3、H4 は約

○○○○○○○

um of CI-10.

ペクトルに反映

し、CyD より

ことに矛盾し

差異が小さい

がある可能性を

可能性がある。

同様、６種の

よるスペクト

0 のスペクト

m に C1, 74.15(C6) ppm が観

場に、C6 は高

リコシド結合

yD の C6’シグ

C1- C4 グリコ

アグリコニック

ψ)10°が 2 pp修飾 CyD にお

ルコシド結合

位はメチレン

キシビリテイ

かった。

ース単位で構

H1, H2, H3, Hure 2）。Table プロトンの 17 では広い空洞縁

結合の両端の

重複している

った。疎水性

合周り）、狭い

水酸基を有し

約 1 s で、グリ

○

映されていな

フレキシビリ

ない。ただし

い。これは環の

を示しており、

のシグナルが観

トルの差異はほ

トルを Figure 35 (C3), 74.14 (C観測された。C高磁場に観測さ

合をしている影

グナルが低磁場

コシド結合二面

ク C4 化学シフ

pm の化学シフ

おいては、C1合二面角の範囲

ン基であり、Cについて議論

構成され、H5, H4, H6’は異な

1 に環状オリ

℃における緩

縁に存在する

H1, H4 が約

るため、平均値

性空洞の広い縁

い縁で同様の値

している炭素に

コシド結合両

3

い。

リテ

し、

の大

、包

観測

ほと

3 に

C4), CyDされ

影響

場シ

面角

フト

フト

1,C4囲に

CyD論で

H6なる

リゴ

緩和

H2、500

値と

縁、

値を

に結

両端

88

4

の

コシ

ース

ド結

いる

1は

トン

周囲

値か

これ

を

が

反映

的な

CIてお

運動

-、を

ンの

T

F T

4

H1 と H6 はや

シドの 1 プロ

ス 1 残基あた

結合両端のプ

る可能性があ

17-80 ℃で 1060 ℃におい

ンの T1 値は

囲のプロトン

から直接分子

れまで報告例

とっている-C40 ℃において

映している可

な検討が必要

は分子内水素

おらず、CyD動性を有して

、-、-CyD の

Table 2 に示

の影響を受け

Table 1. T1(H)

igure 4. Dep

Table 2. T1 (C)

環状グリコシド

CI10 6

‐CyD 5

‐CyD 5

‐CyD 6

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

10

T 1(m

s)

環状グリコシド

CI‐7 18

ppm 9

‐CyD 18

ppm 10

‐CyD 17

ppm 10

‐CyD 16

ppm 10

やや短い 700, トンあたりの

たり約 45 ms プロトンの T1 ある。

0 ℃ごとに T1

て H3 が短い

極値を示さな

ンの影響を受け

子の運動性につ

例がない。しか

CyD では、広

て極小値を示

可能性がある。

要である。しか

素結合ネット

D と異なり、

ていると考えら

の室温におけ

した。一般に

けやすく、炭素

of cyclicolig

pendency of T

of cyclicoligo

H1 H2

692.8 913.8 1

501.3 802.4 8

535.6 877.9 1

603.4 828.6 1

30温度

C1 C2

85.766 174.115 18

97.436 71.059 7

81.671 219.787 20

00.429 72.425 7

74.756 188.041 18

01.518 72.710 7

66.115 181.053 18

01.318 72.575 7

350 ms であっ

の緩和平均値は

増加している

は短く分子運

1 を測定した

い値を示したが

なかった。プロ

けやすいので

ついて議論す

かし同じグルコ

広い縁に存在

示す。これは分

証明に至るに

かしながら、

ワークのよる

グルコースと

られる。さら

る炭素の T1 を

にプロトンの緩

素の緩和が分子

gosaccharides

T1 of CI-10 on

osaccharides.

T1 / ms

H3 H4 H

1051 907.1 44

52.5 477.6 33

1044 529.8 32

1125 604.5 37

50 70度(℃)

T1 / ms

C3 C4

82.355 171.652 16

73.083 69.427 6

04.339 204.391 20

71.615 80.313 7

80.958 174.148 17

71.706 80.758 7

82.942 178.232 17

71.956 80.05 7

東京工芸大学

った。各環状

は、環構成グル

る。またグリ

運動が制限され

(Figure 6)。Cが、その他の

ロトンの T1 値で、水溶液中の

ることは難し

コースが環状構

している H2,分子内水素結合

にはさらなる系

極値を示さな

る運動制限を受

と変わらない分

に、CI-7、CIを測定した。結

緩和は他のプ

子の運動性の情

s.

n temperature.

A5,6a) H6’

45.1 347.5 68

35.5 ― 52

23.1 ― 56

70.3 ― 61

90

C5 C6

67.685 96.075 1

69.852 65.67

04.339 118.965 1

71.685 60.89

74.726 107.608 1

71.429 59.845

78.611 100.994 1

71.398 59.845

学工学部紀要 Vo

グリ

ルコ

コシ

れて

CI-10 プロ

値は

の T1 しく、

構造

, H3合を

系統

ない

受け

分子

I-8、結果

ロト

情報

を与

の

察は

され

なか

細な

シク

水酸

る。

その

水性

トを

和時

運動

けて

メリ

は 2中の

色の

る

は全

てい

構造

の酸

が共

コー

その

T

Av.

86.0

20.0

65.2

10.3

H1

H3

H5,6

H6’

H2

H4

Av.

162.9

188.9

166.7

164.7

Vol. 36 No.2（20

Figure7

与える。しかし

T1 がやや長め

はできない。プ

れたが、ほぼ

かった。温度依

な系統的考察が

クロデキスト

-1,4 グリコシ

酸基縁を有し、

さらに二級水

の結果グリコシ

性空洞を形成

を有しているの

時間の結果を総

動性を有し、環

ていないと考え

リック位水酸基

2 位、3 位、4の誘電率を用い

の矢印は双極

（Figure 7, 8）。全て垂直方向に

いる疎水性空洞

造をホスト分子

酸素原子の不

共同して働く配

ース残基は十分

の可能性は高い

Table 3. Dipol

013）

7. Structure of β-C

しながら、ここ

めで、運動性が

プロトンでは環

同じ値で、CI依存性や固体状

が必要である

トランの分子

シド結合した

、グルコース環

水酸基側で水素

シド結合部分

し、空洞軸に対

のであろう。

総合すると、

環状になって

えられる。6 位基間での-1,64 位の 3 つの二

いて MOPAC子モーメント

シクロデキス

に向いている

洞の存在も確

子として機能

対電子あるい

配向性が必要

分なフレキシ

い。

e moment value

CI-7

CI-8

CI-9

CI-10

CI-11

CI-12

CyD (bottom) an

こに示した結果

が低い可能性

環構造との相

I の特質も見

状態での測定

る。

子構造

CyD は一級

環は規則性を

素結合ネット

分がベルト状に

対し交差した

NMR スペク

CI はグルコ

てはいるが Cy位の唯一の一

6 グリコシド

二級水酸基の

で描画した結

トの方向と大

ストランの双

る。CyD の包接

確たる証拠がな

能させるには、

いは水酸基の

要であると考え

シビリテイを有

es of CI calcula

D/debey

6.994

10.251

9.699

13.302

13.561

12.791

nd CI-7 (upper)

果からは、-C性がある以上の

相関性の端緒が

見出すことがで

定なども含めて

級水酸基縁と二

をもって並んで

トワークが生じ

に位置し、深い

た双極子モーメ

クトルの結果と

コース分子に近

yD ほど制限を

一級水酸基とア

ド結合により、

のみ有する。真

結果を示した。

大きさを表して

双極子モーメン

接の駆動力とな

ない。CI の環

グリコシド結

酸素の不対電

えられる。各グ

有しているの

ated by MOPAC

CyDの考

が示

でき

て詳

二級

でい

じる。

い疎

メン

と緩

近い

を受

アノ

CI 真空

。紫

てい

ント

なっ

環状

結合

電子

グル

で、

C.

環状イソマルトース（シクロデキストラン）の分子特性と構造

東京工芸大学工学部紀要 Vol.38 No.1（2015） 89○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○

5

Figure 8-1. Top view molecular drawings of CI-7, 8, 9,10,11, and 12 by MOPAC.

90 東京工芸大学工学部紀要 Vol. 36 No.2（2013）

6

Figure 8-2. Side view molecular drawings of CI-7, 8, 9,10,11, and 12 by MOPAC.

環状イソマルトース（シクロデキストラン）の分子特性と構造

東京工芸大学工学部紀要 Vol.38 No.1（2015） 91

コ

コ

れて

な

よる

在で

が高

で応

する

明

接現

する

NCI-来

CI-され

ル

(3.3の変

高

敏

CI-接の

CI-cotの

的な

CI-で、

高い

水溶

が判

ア

グ

非環

唆

成の

○

ンゴ-レッド

コンゴーレッ

ており, かつて

どの極性有機

る自己集合体

ではその毒性

高い β-アミロ

応用されてい

ることが報告

し、この現象

現象は NMR 化

る。 NMR スペク

-plus 存在下、

のシグナルの

-plus の濃度に

れた分子ピー

は集合体特有

3-4.8 ppm) 変変化も観測さ

高温では CR 集

なシグナル観

-plus存在下の

の証拠を得る

-9、CI-10 存在

tton 効果を示

CR が CI グル

な構造をとっ

-7 が最も大き

、その影響も

いとは一概に

溶液中、室温

判明した。CIミラーゼ処理

リコシドであ

環状オリゴグ

している。NMの存在も示唆

Figure 9

○○○○○○○○

ドに対する包

ド (CR; Figuて染料として

機溶媒に易溶で

体を形成し、コ

性のため, 染料

ロイド構造親

いる。-CyD と

告されており 2

象を分子ピーリ

化学シフト変

トルにおいて

naphthyl 基由

のわずかな低

にシフトは依存

ーリング現象は

有のブロー

変化は観測され

れなかった。

集合体の -観測が可能と

のNMRスペク

ことができな

在下、CR は紫

した(Figure 1ルコース基の

っている証拠

きいが、CI を

考慮の必要が

に決めることは

温で CR と規則

I-plus は環状オ

理をしているの

ある。したがっ

グリコシドはCMR シグナル

唆している。

Molecular str

○○○○○○○○

包接挙動

ure 9) は pH 指

て用いられてい

で水中では-コロイド溶液を

料として用い

和性が細胞診

と 2：2 の擬ロ29)、本研究室で

リングと定義し

変化や誘起円偏

て、環状オリゴ

由来のシグナル

低磁場シフト

存した。しか

は観測されず、

ドで、CI-pluれず、紫外可視

スタッキング

となる。 80 クトル変化もわ

なかった。とこ

紫外可視吸収極

10)。複数、少

の不斉環境の影

である。誘起

を等重量濃度で

があり、CI-7 の

はできない。

則的な構造を形

オリゴ糖が 15ので、残りは非

て、CI-plus のCRの ICDを示

ルシフトに反映

ructure of Con

○○○○○○○

指示薬として知

いた。エタノー

スタッキン

を生成する 28)

いられてはいな

診断など研究分

ロタキサンを形

ではその機構

してきた 30-33)

偏光二色性に反

ゴ糖混合物で

ルと biphenyl 基が観測された

かし、CyD で観

、CR 由来シ

s 由来シグナ

視吸収スペク

グが解除され

℃で同様に過

わずかで明確

ころが、CI-7、C極大値に対応

少なくとも 2 分

影響を受け、規

起二色性 (ICDで添加してい

の包接能力が最

しかし、CI が

形成している

5 %程度であ

非環状 1,6-オの ICD の結果

示さないこと

映しない包接体

ngo red.

○○○○○○○

知ら

ール

グに)。現

ない

分野

形成

を解)。包

反映

ある

基由

た。

観測

グナ

ナル

トル

、鋭

過剰

な包

CI-8、した

分子

規則

D)はるの

最も

が、

こと

る。

リゴ

は、

を示

体形

結論

シ

ルコ

よび

CIに矛

双極

合す

ス基

でい

有し

し、

ころ

包接

なく

的相

二級

から

ルコ

究に

結果

は疎

酸基

こと

によ

して

NMの各

H3上が

かっ

Cは 3性分

状機

○○○○○○○○

論と展望

シクロデキス

コシド、CI のびカーボンの帰

のプロトン、

矛盾しないよ

極子モーメン

すると CI はグ

基間の水素結合

いる証拠も得

している事と矛

NMR、紫外

ろ、唯一、円偏

接体形成と断言

くとも CI 構成

相対位置で近接

級水酸基であ

ら盛んに研究

コースから構成

に付されてい

果は(1) CI の疎水性相互作用

基の相互作用、

とを示してい

よる NMR 化

ており、深い

MR シグナルシ

各プロトンは同

および H5 プ

が、CI が CR を

った理由であろ

CI は CyD とは

3 つの 2 級水酸

分子の根幹をな

機能性分子と

Figure 10. In

○○○○○○○○

トランという

NMR スペク

帰属を行った

カーボンの緩

う、半経験的

トを示した。

グルコースに近

合ネットワー

られなかった

矛盾はない。

外可視、円二色

光二色性で包

言するには更

成グルコース不

接しているこ

る。機能性環

されている C成されている

る可能性が高

の空洞は疎水性

用を主な駆動

、さらに環状構

る。これまで

化学シフトは疎

い堅固な空洞

シフトに対応す

同じ環境にあ

プロトンが存在

を包接しても

ろう。 は異なる特徴

酸基である。多

なす相互作用

して CI を機能

duced CD in t

○○○○○○○

う通称を有す

トルを測定し

た。すべてでは

緩和測定を行

的分子軌道計算

NMR スペク

近い運動性を

ークの存在も、

た。CI が非常

ゲスト分子と

色性スペクト

包接体形成の証

更なる検証が必

不斉環境が Cことが判明した

環状オリゴ糖と

CyD が有名で

る CI も CyD と

高い。しかし、

性ではない、(動力としている

構造の制限に

で CyD 化学で

疎水性-親水性

へゆっくり包

する。さらに

ある、具体的に

在している。

も明確な NMR

と可能性を有

多点多重水素

用である。多点

能させるには

the presence o

○

する環状オリゴ

し、全プロトン

はないが、代表

行った。測定結

算で描画を行

クトルの結果を

を有し、グルコ

環状構造が歪

常に高い水溶性

として CR を選

ルで検討した

証拠が得られ

必要であるが、

CR 発色団と規

た。不斉環境＝

としては、前世

あり、同じ Dと同様に包接体

本論文で示し

(2) CI の複合

るのではなく、

によるものであ

で提示された包

性バランスに対

包接されるの

に、各グルコー

には空洞内側に

CI は異なる。

R 変化に反映し

有している。そ

素結合は生体機

点多重水素結合

は、グリコシド

of CI.

7

ゴグ

ンお

表的

結果

行い、

を総

コー

歪ん

性を

選択

たと

れた。

、少

規則

＝糖

世紀

D-グ体研

した

合体

、水

ある

包接

対応

ので

ース

には

以

しな

それ

機能

合環

ド結

92 東京工芸大学工学部紀要 Vol. 36 No.2（2013）

8

合あるいは水酸基の酸素の不対電子が協同して働く配向

が必要であると考えられる 34,35)。各グルコースは十分なフ

レキシビリティを有しているため、さらなる発展が期待さ

れる。その基礎データとして本研究が寄与すると考えられ

る。

謝辞

本研究の機会を与えていただきました日新精糖株式会

社に深く感謝いたします。

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環状イソマルトース（シクロデキストラン）の分子特性と構造