(57)【要約】【課題】  代謝物の分子構造を決定する際に有用な結晶構造解析用試料を作製する方法、及び、この方法によって得られた結晶構造解析用試料を用いる、代謝物の分子構造を決定する方法を提供する。【解決手段】  代謝物の分子構造を決定するための結晶構造解析用試料の作製方法であって、１若しくは２以上の分子鎖、又は、１若しくは２以上の分子鎖及び骨格形成性化合物によって構成された三次元骨格と、該三次元骨格によって仕切られて形成された、三次元的に規則正しく整列した、細孔及び／又は中空とを有する、多孔性化合物の単結晶を、前記代謝物を含む溶媒溶液と接触させることにより、前記代謝物の分子が、前記単結晶の細孔及び／又は中空内に、規則的に配列されてなる結晶構造解析用試料を作製する工程を有することを特徴とする結晶構造解析用試料の作製方法。【選択図】  図６
2017036919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
代謝物の分子構造を決定するための結晶構造解析用試料の作製方法であって、
１若しくは２以上の分子鎖、又は、１若しくは２以上の分子鎖及び骨格形成性化合物によって構成された三次元骨格と、該三次元骨格によって仕切られて形成された、三次元的に規則正しく整列した、細孔及び／又は中空とを有する、多孔性化合物の単結晶を、前記代謝物を含む溶媒溶液と接触させることにより、
前記代謝物の分子が、前記単結晶の細孔及び／又は中空内に、規則的に配列されてなる結晶構造解析用試料を作製する工程を有すること
を特徴とする結晶構造解析用試料の作製方法。
【請求項２】
前記代謝物が、薬剤活性成分の代謝物、農薬活性成分の代謝物及び食品の代謝物からなる群から選ばれるいずれかである、請求項１に記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
【請求項３】
前記代謝物を含む溶媒溶液中の代謝物の含有量が５ｍｇ以下である、請求項１または２に記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
【請求項４】
前記代謝物を含む溶媒溶液が、生体から採取した生体試料液、培地から得られる溶液、又は、前記生体試料液又は培地を精製して得られた精製処理液である、請求項１〜３のいずれかに記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
【請求項５】
前記多孔性化合物が、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多核金属錯体である、請求項１〜４のいずれかに記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
【請求項６】
前記多孔性化合物が、配位性部位を２つ以上有する配位子の複数、及び中心金属としての金属イオンの複数から、自己組織的に形成された多核金属錯体である、請求項５に記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
【請求項７】
前記配位性部位を２つ以上有する配位子が、下記式（１）
【化１】
2017036919.tif 000021
（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、または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。）
で示される三座配位子である、請求項５または６に記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
【請求項８】
前記中心金属としての金属イオンが、周期表第８〜１２族の金属のイオンであることを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
【請求項９】
前記単結晶を、前記代謝物を含む溶媒溶液と接触させる手段が、前記単結晶を、前記溶媒溶液に浸漬させるものである、請求項１〜８のいずれかに記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
【請求項１０】
代謝物の分子構造決定方法であって、請求項１〜９のいずれかに記載の方法により得られた結晶構造解析用試料を用いて、結晶構造解析法により、代謝物の分子構造を決定するステップを含むことを特徴とする代謝物の分子構造決定方法。
【請求項１１】
代謝物の分子構造決定方法であって、請求項１〜９のいずれかに記載の方法により得られた結晶構造解析用試料についての結晶構造解析データと、前記代謝物の親化合物の分子が、前記単結晶と同一の単結晶の細孔及び／又は中空内に、規則的に配列されてなる結晶構造解析用試料についての結晶構造解析データと、を比較するステップを含むことを特徴とする代謝物の分子構造決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、代謝物の分子構造を決定する際に有用な結晶構造解析用試料を作製する方法、及び、この方法によって得られた結晶構造解析用試料を用いる、代謝物の分子構造を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、代謝反応により生成する代謝物を同定することが非常に重要になってきている。
例えば、医薬品の開発においては、医薬品の有効性や安全性を確保するために、細胞実験、組織実験、動物実験、臨床研究等において、薬剤活性成分の代謝物の同定が行われている。
しかしながら、通常、生体等から採取した代謝物は微量であるため、代謝物を分析する際は、ＬＣ−ＭＳ（液体クロマトグラフィー−質量分析法）やＮＭＲ（核磁気共鳴法）等の、試料が微量であっても分析が可能な分析法が主に用いられてきた。
例えば、特許文献１には、ＲＩ（放射性同位体）定量分析と質量分析を組み合わせた、薬物代謝物の分析方法が開示されている。
【０００３】
従来、有機化合物の分子構造を決定する方法としては、Ｘ線結晶構造解析法が知られている。Ｘ線結晶構造解析法は、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、従来の方法により、単結晶を作製しようとする場合、結晶化の最適な条件を見出すまでに、数多くの試行錯誤実験を繰り返す必要があり、結晶化の条件検討をする際は、最低でも数ミリグラム量の試料を確保する必要があった。
【０００４】
このため、薬物代謝物等の痕跡量物質の分子構造をＸ線結晶構造解析法により決定する場合、数ミリグラム量の試料を確保するために、動態実験を繰り返したり、別途の化学合成を行ったりする必要があり、莫大な時間と費用が費やされている。
このような理由により、従来、痕跡量でしか得られない代謝物の分子構造をＸ線結晶構造解析法により明らかにした例はほとんど報告されていない。
したがって、代謝物の分子構造をＸ線結晶構造解析法により明らかにすることができる技術は、より有効かつ安全な医薬品を効率よく開発するうえで極めて重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０４１４５９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、代謝物の分子構造を決定する際に有用な結晶構造解析用試料を作製する方法、及び、この方法によって得られた結晶構造解析用試料を用いる、代謝物の分子構造を決定する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、代謝物を含む溶媒溶液を、特定の単結晶と接触させることにより、目的の結晶構造解析用試料を作製できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００８】
かくして本発明によれば、下記（１）〜（７）の結晶構造解析用試料の作製方法、及び、（８）、（９）の代謝物の分子構造決定方法が提供される。
【０００９】
（１）代謝物の分子構造を決定するための結晶構造解析用試料の作製方法であって、
１若しくは２以上の分子鎖、又は、１若しくは２以上の分子鎖及び骨格形成性化合物によって構成された三次元骨格と、該三次元骨格によって仕切られて形成された、三次元的に規則正しく整列した、細孔及び／又は中空とを有する、多孔性化合物の単結晶を、前記代謝物を含む溶媒溶液と接触させることにより、
前記代謝物の分子が、前記単結晶の細孔及び／又は中空内に、規則的に配列されてなる結晶構造解析用試料を作製する工程を有すること
を特徴とする結晶構造解析用試料の作製方法。
（２）前記代謝物が、薬剤活性成分の代謝物、農薬活性成分の代謝物及び食品の代謝物からなる群から選ばれるいずれかである、（１）に記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
（３）前記代謝物を含む溶媒溶液中の代謝物の含有量が５ｍｇ以下である、（１）又は（２）に記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
（４）前記代謝物を含む溶媒溶液が、生体から採取した生体試料液、培地から得られる溶液、又は、前記生体試料液又は培地を精製して得られた精製処理液である、（１）〜（３）のいずれかに記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
（５）前記多孔性化合物が、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多核金属錯体である、（１）〜（４）のいずれかに記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
（６）前記多孔性化合物が、配位性部位を２つ以上有する配位子の複数個と、中心金属としての金属イオンの複数から、自己組織的に形成された多核金属錯体である、（５）に記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
（７）
前記配位性部位を２つ以上有する配位子が、下記式（１）
【００１０】
【化１】
2017036919.tif 000003
【００１１】
（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、または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。）
で示される三座配位子である、（５）または（６）に記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
（８）前記中心金属としての金属イオンが、周期表第８〜１２族の金属のイオンであることを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
（９）前記単結晶を、前記代謝物を含む溶媒溶液と接触させる手段が、前記単結晶を、前記溶媒溶液に浸漬させるものである、（１）〜（８）のいずれかに記載の結晶構造解析用試料の作製方法。
（１０）代謝物の分子構造決定方法であって、（１）〜（９）のいずれかに記載の方法により得られた結晶構造解析用試料を用いて、結晶構造解析法により、代謝物の分子構造を決定するステップを含むことを特徴とする代謝物の分子構造決定方法。
（１１）代謝物の分子構造決定方法であって、（１）〜（９）のいずれかに記載の方法により得られた結晶構造解析用試料についての結晶構造解析データと、前記代謝物の親化合物の分子が、前記単結晶と同一の単結晶の細孔及び／又は中空内に、規則的に配列されてなる結晶構造解析用試料についての結晶構造解析データと、を比較するステップを含むことを特徴とする代謝物の分子構造決定方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、代謝物の分子構造を決定する際に有用な結晶構造解析用試料を作製する方法、及び、この方法によって得られた結晶構造解析用試料を用いる、代謝物の分子構造を決定する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】単結晶の細孔が延在する方向を表す図である。
【図２】多核金属錯体１の三次元骨格を表す図である。
【図３】多核金属錯体３の三次元ネットワーク構造を表す図である。
【図４】多核金属錯体５の三次元ネットワーク構造を表す図である。
【図５】実施例１で得られた、アドレノステロン代謝物を包接した多核金属錯体を表す図である。
【図６】実施例２で得られた、２−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチル代謝物を包接した多核金属錯体を表す図である。
【図７】実施例３で得られた、テストステロン代謝物を包接した多核金属錯体を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を、１）結晶構造解析用試料の作製方法、及び、２）代謝物の分子構造決定方法、に項分けして詳細に説明する。
【００１５】
１）結晶構造解析用試料の作製方法
本発明の結晶構造解析用試料の作製方法は、代謝物の分子構造を決定するための結晶構造解析用試料の作製方法であって、１若しくは２以上の分子鎖、又は、１若しくは２以上の分子鎖及び骨格形成性化合物によって構成された三次元骨格と、該三次元骨格によって仕切られて形成された、三次元的に規則正しく整列した、細孔及び／又は中空とを有する、多孔性化合物の単結晶を、前記代謝物を含む溶媒溶液と接触させることにより、前記代謝物の分子が、前記単結晶の細孔及び／又は中空内に、規則的に配列されてなる結晶構造解析用試料を作製する工程を有することを特徴とする。
【００１６】
（ｉ）代謝物を含む溶媒溶液
本発明に用いる代謝物は、代謝過程の中間生産物又は最終生成物をいう。
代謝物の種類は、特に限定されない。例えば、薬剤活性成分の代謝物、農薬活性成分の代謝物、食品の代謝物等が挙げられる。
これらの中でも、有効性及び安全性により優れる薬剤の開発期間を大幅に短縮できることが期待されることから、本発明においては、薬剤活性成分の代謝物が特に好ましい。
薬物などは種々の体内酵素によって代謝されて、薬効を奏したり、排泄されることが知られている。代表的な体内酵素として、水酸化酵素シトクロムＰ４５０（またはＣＹＰ４５０）が知られている。この酵素は、テストステロンを６−ヒドロキシテストステロンに代謝させることが確認されている（ＤＲＵＧ  ＭＥＴＡＢＯＬＩＳＭ  ＡＮＤ  ＤＩＳＰＯＳＩＴＩＯＮ，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．４，ｐ５０２−５０７，１９９７）。
代謝物の大きさは、代謝物が単結晶の細孔及び／又は中空に入り得る大きさのものである限り、特に限定されない。代謝物の分子量は、通常、２０〜３，０００、好ましくは１００〜２，０００である。
本発明においては、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、代謝物の分子の大きさをある程度把握し、適当な細孔や中空を有する単結晶を適宜選択して用いることも好ましい。
【００１７】
代謝物を含む溶媒溶液の溶媒としては、用いる単結晶を溶解せず、かつ、代謝物を溶解するものであれば、特に限定されない。
後述するように、代謝物を含む溶媒溶液から溶媒を揮発させることにより、代謝物を含む溶媒溶液を濃縮する操作を行う場合は、用いる溶媒としては、常圧（１×１０５Ｐａ）での沸点が、２００℃以下のものが好ましく、−５０〜＋１８５℃のものがより好ましく、３０〜８０℃のものがさらに好ましい。
【００１８】
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、ニトロベンゼン等の芳香族炭化水素類；ｎ−ブタン、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。
【００１９】
前記代謝物を含む溶媒溶液中の代謝物の含有量は、好ましくは５ｍｇ以下、より好ましくは０．５μｇ以上１ｍｇ以下、さらに好ましくは１μｇ以上０．５ｍｇ以下である。
本発明の作成方法は、代謝物が５ｍｇ以下という微量でしか得られない場合であっても、効率よく結晶構造解析用試料を作製することができる。
代謝物の量が５ｍｇを超える場合、従来の単結晶の作製方法を用いる場合であっても、結晶化条件を十分に検討することができるため、単結晶が得られる可能性が高いと考えられる。本発明の結晶構造解析用試料の作製方法は、従来の結晶化方法では単結晶が得られにくかった、代謝物の含有量が５ｍｇ以下の場合に特に有用である。
【００２０】
前記代謝物を含む溶媒溶液中の代謝物の濃度は、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。
【００２１】
前記代謝物を含む溶媒溶液としては、前記代謝物を含む溶媒溶液が、生体から採取した生体試料液、培地、及び、前記生体試料液又は培地の精製処理を行うことで得られた精製処理液（以下、「精製処理液」ということがある。）が挙げられる。
【００２２】
生体（人体や動物、植物）から採取した生体試料液としては、血液（血漿）、尿、汗、唾液、胆汁等の体液；細胞、菌類（微生物）、組織、臓器等を処理して得られたホモジネート液；等が挙げられる。
これらの生体試料液を採取、調製する際は、生化学における常法を適宜利用することができる。
【００２３】
培地としては、組織や細胞、菌類（微生物）を培養した後の培地が挙げられる。これらの培地は、液体培地、固体培地のいずれであってもよい。固体培地の場合、後述する溶媒抽出処理等を行い、溶液を調製することで本発明の方法に用いることができる。
【００２４】
前記精製処理液において、精製方法は特に限定されない。例えば、遠心分離、濾過、透析、溶媒抽出、電気泳動、液体クロマトグラフィー等の精製方法が挙げられる。これらの精製方法は、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。
精製処理液としては、効率よく得られることから、溶媒抽出後の抽出液、液体クロマトグラフィー後の溶離液、または、これらの液の濃度調節等を行った溶液が好ましい。
【００２５】
（ｉｉ）多孔性化合物の単結晶
本発明に用いる多孔性化合物の単結晶は、内部に、三次元骨格と、該三次元骨格によって仕切られて形成された、三次元的に規則正しく整列した、細孔及び／又は中空とを有するものである。
【００２６】
前記三次元骨格は、単結晶内部において、三次元的な広がりを有する骨格状の構造体をいう。三次元骨格は、１若しくは２以上の分子鎖、又は、１若しくは２以上の分子鎖及び骨格形成性化合物によって構成されたものである。
「分子鎖」とは、共有結合及び／又は配位結合によって組織化された組織体をいう。この分子鎖内には、分岐構造や環状構造があってよい。
１の分子鎖によって構成された三次元骨格としては、例えば、「ジャングルジム」状に組織化された骨格が挙げられる。
２以上の分子鎖によって構成された三次元骨格としては、２以上の分子鎖が、水素結合、π−πスタッキング相互作用、ファンデルワールス力等の相互作用により、全体として一つに組織化された骨格をいう。例えば、２つの分子鎖が、「ちえのわ」状に絡みあってなる骨格が挙げられる。このような三次元骨格としては、後述する、多核金属錯体１、２の三次元骨格が挙げられる。
【００２７】
「骨格形成性化合物」とは、分子鎖の一部を構成するものではないが、水素結合、π−πスタッキング相互作用、ファンデルワールス力等の相互作用により、三次元骨格の一部を構成する化合物をいう。例えば、後述する多核金属錯体における骨格形成性芳香族化合物が挙げられる。
「三次元的に規則正しく整列した、細孔及び／又は中空」とは、結晶構造解析によって、細孔や中空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細孔や中空をいう。
「細孔」、「中空」は単結晶内における内部空間を表す。筒状に伸びている内部空間を「細孔」といい、それ以外の内部空間を「中空」という。
【００２８】
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。内接円が大きければ、細孔も大きくなり、内接円が小さければ、細孔も小さくなる。
【００２９】
「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、三次元骨格を構成する原子を、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。
【００３０】
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。
【００３１】
本発明に用いる単結晶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。
【００３２】
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、単結晶の包接能を予測することが好ましい。
本発明に用いる単結晶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、単結晶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。
【００３３】
本発明に用いる単結晶の細孔容積は、論文Ａｃｔａ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒ．  Ａ  ４６，１９４−２０１（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。
本発明に用いる単結晶の細孔容積（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。
【００３４】
また、単結晶が中空を有する場合、その中空の大きさも、細孔容積と同様に、論文Ａｃｔａ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒ．  Ａ  ４６，１９４−２０１（１９９０）に記載の手法により求めることができる。
【００３５】
本発明に用いる単結晶は、立方体または直方体形状を有するものが好ましい。その一辺は、好ましくは１０〜１０００μｍ、より好ましくは、６０〜２００μｍである。このような形状、大きさ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。
【００３６】
また、用いる単結晶は、管電圧が２４ｋＶ、管電流が５０ｍＡで発生させたＭｏＫα線（波長：０．７１Å）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。かかる特性を有する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。
【００３７】
多孔性化合物の単結晶としては、上記の細孔及び／又は中空を有するものであれば、特に限定されない。例えば、多核金属錯体の単結晶や、尿素結晶等が挙げられる。なかでも、細孔や中空の大きさや、細孔や中空内の環境（極性等）を制御し易いことから、多核金属錯体の結晶が好ましい。
【００３８】
多核金属錯体としては、配位性部位を２つ以上有する配位子の複数個、及び中心金属としての金属イオンを複数個を含むものが挙げられる。
【００３９】
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、前記三次元骨格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。
なかでも、配位子の平面性が高く、強固な三次元骨格が形成され易いことから、多座配位子としては、芳香環を有するものが好ましい。
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、相対的に細孔や中空が大きい多核金属錯体の単結晶が得られ、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、相対的に細孔や中空が小さい多核金属錯体の単結晶が得られる。
【００４０】
また、比較的大きな細孔や中空を有する単結晶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つ以上有する多座配位子が好ましく、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より好ましい。
【００４１】
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。
【００４２】
三座配位子としては、例えば、下記式（１）
【００４３】
【化２】
2017036919.tif 000004
【００４４】
（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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
【化３】
2017036919.tif 000005
【００４９】
【化４】
2017036919.tif 000006
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、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。
【００５５】
【化５】
2017036919.tif 000007
【００５６】
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じものが挙げられる。
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。
【００５７】
【化６】
2017036919.tif 000008
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
【化７】
2017036919.tif 000009
【００６１】
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。
【００６２】
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、単結晶の細孔や中空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、目的の代謝物を包接し得る大きさの細孔や中空を有する単結晶を効率よく得ることができる。
【００６３】
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。
【００６４】
【化８】
2017036919.tif 000010
【００６５】
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。
【００６６】
また、多核金属錯体の多座配位子として、市販品を用いることもできる。例えば、２０１２年９月発行のシグマアルドリッチ社パンフレット（材料科学の基礎  第７号−多孔性配位高分子（ＰＣＰ）／金属有機構造体（ＭＯＦ）の基礎）には、ＰＣＰ／ＭＯＦ用配位子およびリンカー用化合物として、ピラジン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、１，２−ジ（４−ピリジル）エチレン、４，４’−ビピリジル、４，４’−ビフェニルジカルボン酸、ベンゼン−１，３−ジカルボン酸、ピラジン−２，３−ジカルボン酸、ピラジン−３，５−ジカルボン酸等が記載されており、これらを多核金属錯体の多座配位子として用いることができる。
【００６７】
多核金属錯体の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、三次元骨格を形成し得るものである限り特に限定されない。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、パラジウムイオン、ルテニウムイオン、ロジウムイオン、白金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、大きな細孔や中空を有する単結晶が得られ易いことから、亜鉛（ＩＩ）イオン、コバルト（ＩＩ）イオンが好ましい。
【００６８】
多核金属錯体の中心金属には、前記多座配位子の他に、単座配位子が配位していてもよい。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；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；等が挙げられる。
【００６９】
また、多核金属錯体は、反応溶媒（多核金属錯体の合成に用いた溶媒）、置換溶媒（反応溶媒と置き換えられた他の溶媒をいう。以下にて同じ。）、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。
【００７０】
「骨格形成性芳香族化合物」とは、三次元骨格を構成する分子鎖と相互作用（ただし、共有結合、配位結合を除く。）し、三次元骨格の一部を構成し得る芳香族化合物をいう。
多核金属錯体が骨格形成性芳香族化合物を含むことで、三次元骨格がより強固になり易く、分子構造を決定する代謝物の分子を包接した後であっても、三次元骨格がより安定化する場合がある。
【００７１】
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。
【００７２】
【化９】
2017036919.tif 000011
【００７３】
多核金属錯体としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
（１）配位子及び金属イオンのみからなる化合物〔多核金属錯体（α）〕
（２）前記多核金属錯体（α）と、骨格形成性芳香族化合物とからなる化合物〔多核金属錯体（β）〕
（３）前記多核金属錯体（α）又は多核金属錯体（β）に、溶媒分子等のゲスト分子が包接されてなる化合物〔多核金属錯体（γ）〕
なお、これらの多核金属錯体の中で、多核金属錯体（α）及び多核金属錯体（β）を、「ホスト分子」ということがある。
【００７４】
本発明に用いる多核金属錯体は、分子構造を決定する代謝物の分子をその細孔や中空内に取り込んだ後においても結晶性を失わず、かつ、比較的大きな細孔や中空を有するものが好ましい。
【００７５】
このような特性を有する多核金属錯体は、前記式（１）で示される三座配位子を用いることで、簡便に得ることができる。
前記式（１）で示される三座配位子を用いることで得られる多核金属錯体としては、下記式（６ａ）〜（６ｃ）で示される多核金属錯体が挙げられる。
【００７６】
【化１０】
2017036919.tif 000012
【００７７】
式（６ａ）〜式（６ｃ）中、Ｍは、２価の、周期表第８〜１２族の金属イオンを表し、Ｘは、１価の陰イオン性単座配位子を表し、Ｌは、前記式（１）で示される三座配位子を表し、「ｓｏｌｖ」は、合成時に用いた溶媒分子等のゲスト分子を表し、「ＳＡ」は、骨格形成性芳香族化合物を表し、ａ、ｂ、ｃは任意の自然数を表す。
【００７８】
式（６ａ）〜式（６ｃ）で示される多核金属錯体において、Ｌとして、前記式（４ａ）で示されるＴＰＴを用いた多核金属錯体は、これまでに、溶媒などのゲスト分子を取り込んだ形での分子構造が単結晶Ｘ線構造解析で決定されており、本発明に用いる多核金属錯体として特に適している。
【００７９】
このような多核金属錯体としては、下記式（７ａ）〜式（７ｄ）で示される多核金属錯体が挙げられる。
【００８０】
【化１１】
2017036919.tif 000013
【００８１】
式（７ａ）〜（７ｄ）中、「ｓｏｌｖ」、「ＳＡ」、ａ、ｂ、ｃは、前記と同じ意味を表す。
以下、これらの多核金属錯体の三次元骨格について詳しく説明する。なお、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。
【００８２】
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
【００８３】
（１）［（ＺｎＩ２）３（ＴＰＴ）２（ｓｏｌｖ）ａ］ｂ  （７ａ）
式（７ａ）で示される多核金属錯体としては、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（多核金属錯体１）や、多核金属錯体１中の反応溶媒分子の全部又は一部を置換溶媒に交換したものが挙げられる。
【００８４】
多核金属錯体１の三次元骨格を図２（ａ）〜（ｄ）に示す。
多核金属錯体１の三次元骨格は、２つの分子鎖１ａと１ｂから構成される。分子鎖１ａ、１ｂ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、それぞれの分子鎖が形成されている〔図２（ａ）〕。
【００８５】
分子鎖１ａ、１ｂ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）〕。
これらの分子鎖１ａ、１ｂ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）〕。
【００８６】
分子鎖１ａ、１ｂ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、全体として一つに組織化された三次元骨格を構成する。
この三次元骨格を有する多核金属錯体１の単結晶は、規則的に整列した１種類の細孔を有している〔図２（ｄ）〕。
【００８７】
多核金属錯体１の単結晶の空隙率は、５０％である。
多核金属錯体１の単結晶の細孔の内接円の直径は、５〜８Åである。
【００８８】
（２）［（ＺｎＢｒ２）３（ＴＰＴ）２（ｓｏｌｖ）ａ］ｂ  （７ｂ）
式（７ｂ）で示される多核金属錯体としては、特開２００８−２１４３１８号公報に記載の［（ＺｎＢｒ２）３（ＴＰＴ）２（ＰｈＮＯ２）５（Ｈ２Ｏ）］ｎ（多核金属錯体２）や、多核金属錯体２中の反応溶媒分子の全部又は一部を置換溶媒に交換したものが挙げられる。
【００８９】
多核金属錯体２は、（Ｚｎ２Ｉ２）が（Ｚｎ２Ｂｒ２）に置き換わっている点を除き、多核金属錯体１の三次元骨格と同様の骨格を有している。
多核金属錯体２の単結晶の細孔の形状や大きさ、及び空隙率は、多核金属錯体１の単結晶のものとほぼ同じであった。
【００９０】
（３）［（ＺｎＩ２）３（ＴＰＴ）２（ＳＡ）（ｓｏｌｖ）ａ）］ｂ  （７ｃ）
式（７ｃ）で示される多核金属錯体としては、特開２００６−１８８５６０号公報に記載の［（ＺｎＩ２）３（ＴＰＴ）２（ＴＰＨ）（ＰｈＮＯ２）３．９（ＭｅＯＨ）１．８］ｎ（多核金属錯体３）や、［（ＺｎＩ２）３（ＴＰＴ）２（ＰＥＲ）（ＰｈＮＯ２）４］ｎ（多核金属錯体４）や、これらの多核金属錯体中の反応溶媒分子の全部又は一部を置換溶媒に交換したものが挙げられる。
【００９１】
多核金属錯体３の三次元骨格を図３（ａ）〜（ｃ）に示す。
多核金属錯体３の三次元骨格は、２つの分子鎖１Ａと１Ｂ、及び骨格形成性芳香族化合物であるトリフェニレン分子から構成される。
分子鎖１Ａ、１Ｂ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、それぞれの分子鎖が形成されている。
分子鎖１Ａ、１Ｂ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、全体として一つに組織化された三次元骨格を構成する。
【００９２】
多核金属錯体３中で、トリフェニレン分子（２）は、分子鎖１Ａのトリス（４−ピリジル）トリアジン〔ＴＰＴ（１ａ）〕のπ平面と、分子鎖１Ｂのトリス（４−ピリジル）トリアジン〔ＴＰＴ（１ｂ）〕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（１ａ）及びＴＰＴ（１ｂ）間のπ−π相互作用によって安定化され、多核金属錯体３の三次元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。
【００９３】
多核金属錯体３の単結晶には、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。
【００９４】
多核金属錯体３の単結晶の細孔の空隙率は、２８％である。
多核金属錯体３の単結晶の細孔Ａの内接円の直径は、５〜８Åである。
多核金属錯体３の単結晶の細孔Ｂの内接円の直径は、５〜８Åである。
【００９５】
多核金属錯体４は、多核金属錯体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、多核金属錯体３と同様の骨格構造を有する。
多核金属錯体４の単結晶の細孔の形状や大きさ、及び空隙率は、多核金属錯体３の単結晶のものとほぼ同じであった。
【００９６】
（４）［（Ｃｏ（ＮＣＳ）２）３（ＴＰＴ）４（ｓｏｌｖ）ａ］ｂ  （７ｄ）
式（７ｄ）で示される多核金属錯体としては、ＷＯ２０１１／０６２２６０号公報に記載の［（Ｃｏ（ＮＣＳ）２）３（ＴＰＴ）４（ＤＣＢ）２５（ＭｅＯＨ）５］ｎ（多核金属錯体５）や、多核金属錯体５中の反応溶媒分子の全部又は一部を置換溶媒に交換したものが挙げられる。
【００９７】
多核金属錯体５の三次元骨格を図４（ａ）に示す。
多核金属錯体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。
【００９８】
多核金属錯体５の単結晶の空隙率は、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。
多核金属錯体５の単結晶の細孔の内接円の直径は、１０〜１８Åである。
【００９９】
また、多核金属錯体としては、上記の式（６ａ）〜（６ｃ）で示されるものの他に、多孔性配位高分子（ＰＣＰ）や金属有機構造体（ＭＯＦ）と称される公知の多核金属錯体を用いることもできる。例えば、２０１２年９月発行のシグマアルドリッチ社パンフレット（材料科学の基礎  第７号−多孔性配位高分子（ＰＣＰ）／金属有機構造体（ＭＯＦ）の基礎）には、
［Ｃｕ２（ｂｚｄｃ）２（ｐｙｚ）］ｎ
（「ｂｚｄｃ」は、２，３−ピラジンジカルボン酸を表し、「ｐｙｚ」は、ピラジンを表す。ｎは任意の数を表す。）、
［Ｚｎ２（１４ｂｄｃ）２（ｄａｂｃｏ）］ｎ
（「１４ｂｄｃ」は、１，４−ベンゼンジカルボン酸を表し、「ｄａｂｃｏ」は、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンを表し、ｎは任意の数を表す。）、
［Ｃｕ（ｄｈｂｐｃ）２（ｂｐｙ）］ｎ
（「Ｈ３ｄｈｂｐｃ」は、４，４’−ジヒドロキシビフェニル−３−カルボン酸を表し、「ｂｐｙ」は、４，４’−ビピリジルを表し、ｎは任意の数を表す。）、
［Ｃｒ（ｂｔｃ）２」ｎ
（「Ｈ３ｂｔｃ」は、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸を表し、ｎは任意の数を表す。）等の多核金属錯体が記載されており、本発明においては、これらの単結晶を用いることができる。
【０１００】
多核金属錯体の合成方法は特に限定されず、公知の方法を利用することができる。
例えば、２０１２年９月発行のシグマアルドリッチ社パンフレット（材料科学の基礎  第７号−多孔性配位高分子（ＰＣＰ）／金属有機構造体（ＭＯＦ）の基礎）には、多座配位子等を含有する溶液と、金属イオン等を含有する溶液を混合する溶液法；耐圧容器内に、溶媒、多座配位子、金属イオン等を入れ、耐圧容器を密封した後、溶媒の沸点以上に加熱して水熱反応を行う水熱法；容器内に、溶媒、多座配位子、金属イオン等を入れ、マイクロ波を照射するマイクロ波法；容器内に、溶媒、多座配位子、金属イオン等を入れ、超音波を照射する超音波法；溶媒を用いることなく、多座配位子、金属イオン等を機械的に混合する固相合成法；等が記載されており、これらの方法を用いて、多核金属錯体の単結晶を得ることができる。
【０１０１】
これらの中でも、特別の装置等を要しないことから、溶液法が好ましく用いられる。
溶液法としては、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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
用いる反応溶媒（第１の溶媒及び第２の溶媒）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。
【０１０５】
比較的大きな多核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。例えば、第１の溶媒として、ニトロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼンとメタノールの混合溶媒、ジクロロベンゼン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を溶媒を用いる方法が挙げられる。
また、上記多核金属錯体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。
【０１０６】
（ｉｉｉ）多孔性化合物の単結晶を、代謝物を含む溶媒溶液と接触させる工程
本発明において、多孔性化合物の単結晶を、前記代謝物を含む溶媒溶液と接触させる方法は特に限定されない。例えば、前記単結晶を、代謝物を含む溶媒溶液に浸漬させる方法、前記単結晶をキャピラリーの中に詰めた後、代謝物を含む溶媒溶液を、そのキャピラリー内を通過させる方法等が挙げられる。
なかでも、代謝物を含む溶媒溶液を多孔性化合物の単結晶と効率よく接触させることができることから、多孔性化合物の単結晶を、代謝物を含む溶媒溶液に浸漬させる方法が好ましい。
【０１０７】
多孔性化合物の単結晶を、代謝物を含む溶媒溶液に浸漬させる際は、下記式（Ｉ）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となる量の前記多孔性化合物の単結晶を浸漬させることが好ましい。
【０１０８】
【数１】
2017036919.tif 000014
【０１０９】
式（Ｉ）中、Ｘは、溶媒溶液中の代謝物の質量を表し、Ｙは、前記多孔性化合物の単結晶中のすべての細孔及び中空内を、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の物質の質量を表す。
【０１１０】
Ａ値が０．１以上のときは、多孔性化合物の単結晶の細孔や中空内に代謝物の分子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、代謝物が無駄になり易い。
【０１１１】
浸漬させる単結晶の数は、特に制限されない。代謝物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、代謝物の量に余裕があるときは、同種の多孔性化合物の単結晶を二粒以上浸漬させたり、異種の多孔性化合物の単結晶を同時に浸漬させたりしてもよい。
【０１１２】
多孔性化合物の単結晶を、代謝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ることで、溶媒溶液を濃縮してもよい。この処理を行うことで、多孔性化合物の単結晶中の細孔及び中空内に、代謝物の分子を効率よく取り込ませることができる。
【０１１３】
このときの浸漬条件（濃縮条件）は、特に限定されないが、溶媒溶液の温度は、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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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、０〜１２０℃、好ましくは１５〜６０℃である。
【０１１６】
また、多孔性化合物の単結晶を、代謝物を含む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。
【０１１７】
本発明においては、前記多孔性化合物の単結晶を、代謝物を含む溶媒溶液と接触させる前に、多孔性化合物の単結晶の細孔及び中空内に、溶媒溶液に用いる溶媒の分子を取り込ませる工程を設けてもよい。この工程を設けることで、多孔性化合物の合成時に用いた溶媒分子等が細孔及び中空内から除かれ、代謝物の分子との置換が容易な溶媒に置き換えられるため、良質の結晶構造解析用試料を効率よく作製することができる。
【０１１８】
多孔性化合物の単結晶の細孔及び中空内に、溶媒溶液に用いる溶媒の分子を取り込ませる方法としては、あらかじめ、用いる単結晶を、代謝物を含む溶媒溶液の調製に用いる溶媒中に浸漬させる方法が挙げられる。
このときの浸漬条件は、特に限定されないが、溶媒の温度は、通常、０〜７０℃、好ましくは１０〜６０℃、より好ましくは２０〜５０℃であり、浸漬時間は、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。
【０１１９】
（ｉｖ）結晶構造解析用試料
本発明の方法によって得られる結晶構造解析用試料は、代謝物の分子が、前記多孔性化合物の単結晶の細孔及び中空内に、規則的に配列されてなるものである。
ここで、「代謝物の分子が、規則的に配列される」とは、代謝物の分子が、結晶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、多孔性化合物の単結晶の細孔及び中空内に規則正しく収容されていることをいう。
【０１２０】
本発明の方法により得られ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）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。
【０１２１】
本発明の方法によって得られる結晶構造解析用試料は、代謝物の構造を決定することができるものであれば、前記多孔性化合物の単結晶中のすべての細孔及び中空内に代謝物の分子が取り込まれている必要はない。例えば、前記多孔性化合物の単結晶中の細孔及び中空内の一部に、代謝物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。
【０１２２】
本発明の方法により得られる結晶構造解析用試料は、代謝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。
占有率は、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〔代謝物の分子〕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。
【０１２３】
本発明の方法によって得られる結晶構造解析用試料は、微量しか入手できない代謝物や、室温（２０℃）で液体状の代謝物であっても、結晶構造解析法によりその構造を明らかにすることを可能にするものである。
【０１２４】
本発明の方法によって目的の結晶構造解析用試料が得られるのは、以下に説明するように、本発明に用いる多孔性化合物の単結晶が、代謝物の分子の向きをそろえるための「場」として機能しているためと考えられる。
【０１２５】
まず、タンパク質分子の単結晶が得られることからも分かるように、多くの物質は自己集積能力を有すると考えられ、程度の差はあるものの、最適な結晶化条件で結晶化操作を行うことができれば、単結晶が得られる可能性は十分にあると考えられる。
しかしながら、最適な結晶化条件が見つかりにくかったり、結晶化条件を十分に検討することができる量の試料を確保できなかったりするため、単結晶が得られない物質が世の中に数多く存在するのが現状である。
本発明に用いる多孔性化合物の単結晶は、そのような物質に対して、より結晶化が促進される「場」を提供するものであると考えられる。
すなわち、予め、三次元的に規則正しく整列した、細孔及び／又は中空を単結晶内に構築しておくことで、代謝物の分子が単結晶の細孔及び／又は中空に取り込まれたときに、「場」の規則性の影響を受け、代謝物の分子が本来有する自己集積能力がより高められ、代謝物の分子の向きが自然とそろい、結晶構造解析用試料が得られると考えられる。
このことから、「内部に、三次元骨格と、該三次元骨格によって仕切られて形成された、三次元的に規則正しく整列した、細孔及び／又は中空とを有する単結晶」であれば、程度の差はあるとしても、いずれも、代謝物の分子の向きをそろえる効果を有すると考えられる。
【０１２６】
２）代謝物の分子構造決定方法
本発明の代謝物の分子構造決定方法は、本発明の方法で得られる結晶構造解析用試料を用いて、結晶構造解析法により、代謝物の分子構造を決定することを特徴とする。
本発明の方法においては、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。
本発明の方法により代謝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。
【０１２７】
また、代謝物の分子構造を決定する際に、代謝物の親化合物の結晶構造解析データを利用することで、代謝物の分子構造をより効率よく決定することができる。
具体的には、本発明の結晶構造解析用試料の作製方法を用いて得られた結晶構造解析用試料についての結晶構造解析データ（電子密度図）と、その代謝物の親化合物の分子が、前記単結晶と同一の単結晶（同一の多孔性化合物の単結晶）の細孔及び／又は中空内に、規則的に配列されてなる結晶構造解析用試料についての結晶構造解析データ（電子密度図）とを比較することで、代謝反応による構造変化を知ることができる。この知見を利用することで、代謝物の分子構造をより効率よく、より容易に決定することができる。
【０１２８】
本発明の分子構造決定方法によれば、微量の代謝物であっても、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、常温で液体の代謝物であっても、その代謝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。
したがって、本発明の分子構造決定方法によれば、薬剤、農薬、食品等の開発において、安全性の確保や有用性の確認等において重要な、代謝物の分析にかかる費用や時間を大幅に削減することができる。
【実施例】
【０１２９】
以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
【０１３０】
（機器類）
（１）単結晶Ｘ線構造解析
Ｂｒｕｋｅｒ社製  ＡＰＥＸ  ＩＩ／ＣＣＤ  ｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ〔線源：Ｍｏ−Ｋα線（波長０．７１Å）、出力：５０ｍＡ、２４ｋＶ〕を用いて行った。
（２）元素分析
ＹＡＮＡＣＯ社製  ＭＴ−６を用いて行った。
【０１３１】
（製造例１）［多孔性化合物の単結晶の合成］
２，４，６−トリス（４−ピリジル）−１，３，５−トリアジン（ＴＰＴ）  ５０．２ｍｇ（０．１６ｍｍｏｌ）を、ニトロベンゼン／メタノール（３２ｍＬ／４ｍＬ）の混合液に溶解させて配位子溶液を得た。室温において、得られた配位子溶液に、ＺｎＩ２  ７６．５ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）をメタノール８ｍＬに溶解させて得られた金属イオン含有溶液を混合し、３０秒攪拌し、沈殿した白色結晶をろ過することにより、白色結晶１５１．７ｍｇを得た（収率８１．６％）。
【０１３２】
得られた白色結晶を、元素分析、熱分解／質量分析測定（ＴＧ−ＭＳ）により同定したところ、［（ＺｎＩ２）３（ＴＰＴ）２（ＰｈＮＯ２）５．５］ｎ（多孔性化合物１）であることが分かった。
〈元素分析結果〉
理論値：Ｃ：３６．６８％、Ｈ：２．３０％、Ｎ：１０．８５％
実測値：Ｃ：３６．３９％、Ｈ：２．４３％、Ｎ：１０．５７％
【０１３３】
（実施例１）
乾燥パン酵母６１ｍｇ及びショ糖１３４ｍｇを水１ｍｌに加え、酵母の懸濁液を得た。得られた懸濁液に、アドレノステロンのエタノール溶液（０．１ｍｇ／ｍｌ）０．１ｍｌを加え、２５℃で１２時間攪拌して、代謝反応を行った。
次いで、得られた懸濁液にジエチルエーテルを加え、このものを１２時間攪拌後、静置し、ジエチルエーテル層を抜き取ることで、懸濁液中の代謝物をジエチルエーテルで抽出した。
ジエチルエーテル中の代謝物の濃度が、約１μｇ／μｌになるように、ジエチルエーテルを加え、試料液を得た。得られた試料液約５μｌを用いて、分析用液体クロマトグラフィー（カラム：ｉｎｅｒｔｓｉｌ  ＤＩＯＬ，溶離液：ｎ−ヘキサン／エタノール＝１４：１（容積比））を行い、流出時間２２分付近の成分を分取した。
得られたフラクションをマイクロバイアルに入れ、その溶媒を留去した後、塩化メチレン５μｌ及びシクロヘキサン４５μｌをマイクロバイアルに入れて、残渣を溶解させた。得られた溶液に、製造例１で得た多孔性化合物１の結晶を浸漬させ、５０℃で、２日間かけてゆっくりと溶媒を留去することで溶液を濃縮し、結晶構造解析用試料を得た。
得られた結晶構造解析用試料をＸ線構造解析装置にマウントし、結晶構造解析を行った。
結晶学的データを第１表に示す。
【０１３４】
【表１】
2017036919.tif 000015
【０１３５】
また、得られた結晶構造を図５に示す。解析された代謝物は、以下に示すアドレノステロン還元体であった。なお、単結晶中のアドレノステロン還元体の占有率は７３％であった。
【０１３６】
【化１２】
2017036919.tif 000016
【０１３７】
（実施例２）
アドレノステロンのエタノール溶液（０．１ｍｇ／ｍｌ）に代えて、２−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルのエタノール溶液（０．１ｍｇ／ｍｌ）を用いたことを除き、実施例１と同様の条件で、代謝反応を行い、次いで、懸濁液中の代謝物をジエチルエーテルで抽出した。
ジエチルエーテル中の代謝物の濃度が、約１μｇ／μｌになるように、ジエチルエーテルを加え、試料液を得た。得られた試料液約５μｌを用いて、分析用液体クロマトグラフィー（カラム：ＣＨＩＲＡＬＣＥＬ  ＯＤ，溶離液：ｎ−ヘキサン／イソプロピルアルコール＝９：１（容積比））を行い、流出時間６分付近の成分を分取した。
得られたフラクションをマイクロバイアルに入れ、その溶媒を留去した後、塩化メチレン５μｌ及びシクロヘキサン４５μｌをマイクロバイアルに入れて、残渣を溶解させた。得られた溶液に、製造例１で得た多孔性化合物１の結晶を浸漬させ、５０℃で、２日間かけてゆっくりと溶媒を留去することで溶液を濃縮し、結晶構造解析用試料を得た。
得られた結晶構造解析用試料をＸ線構造解析装置にマウントし、結晶構造解析を行った。
結晶学的データを第２表に示す。
【０１３８】
【表２】
2017036919.tif 000017
【０１３９】
また、得られた結晶構造を図６に示す。解析された代謝物は、以下に示す２−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸エチルであった。なお、単結晶中の２−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸エチルの占有率は５０％であった。
【０１４０】
【化１３】
2017036919.tif 000018
【０１４１】
（実施例３）
マイクロバイアル中に、６β−ヒロドキシテストステロン（アルドリッチ社製、このものは、テストステロンの代謝物として知られている。）５μｇ、塩化メチレン５μｌ及びシクロヘキサン４５μｌを入れて、全容を均一な溶液とした。
得られた溶液に、製造例１で得た多孔性化合物１の結晶を浸漬させ、５０℃で、２日間かけてゆっくりと溶媒を留去することで溶液を濃縮し、結晶構造解析用試料を得た。
得られた結晶構造解析用試料をＸ線構造解析装置にマウントし、結晶構造解析を行った
結晶学的データを第３表に示す。
【０１４２】
【表３】
2017036919.tif 000019
【０１４３】
得られた結晶構造を図７に示す。
また、単結晶中の６β−ヒロドキシテストステロン（下記式で示される化合物）の占有率は５０％であった。
【０１４４】
【化１４】
2017036919.tif 000020
【符号の説明】
【０１４５】
１：結晶面Ｘ
２：結晶面Ｙ
３：細孔
４：細孔が延在する方向
【図１】
2017036919.tif 000022
【図２】
2017036919.tif 000023
【図３】
2017036919.tif 000024
【図４】
2017036919.tif 000025
【図５】
2017036919.tif 000026
【図６】
2017036919.tif 000027
【図７】
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