キニーネの結晶構造：シンコナアルカロイドの分子アセンブリに対するビニールおよびメトキシ基の効果は無視できません

Cinchona Alkaloidsの1つであるキニーネは、医療、合成、および超分子の視点から大きな関心を持っています。しかし、説明的には、溶媒や他の分子を含むキニーネのゲストフリー（GF）クリスタルは30年近く報告されていませんが、キニジン、シンコニジン、シンコニンなどの他のシンチーナアルカロイドのGF結晶は既に知られています。この研究では、a = 6.0587（1）、b = 19.2492（5）、c = 22.2824（7）Åの細胞パラメーターを持つP2（1）宇宙グループに属するキニーネの結晶構造を成功裏に明らかにしました。β= 92.1646（11）°、およびv = 2596.83（12）Å（3）。興味深いことに、結晶は細胞内に3つの結晶学的に独立した分子（z '= 3）を持ち、n（キノリン）⋅対H-O水素結合を介して接続され、3つの倍の擬似（3（2））ダブル - を形成します。らせんモチーフ。らせん状のモチーフは、他のシンチーナアルカロイドのGF結晶で観察されたものとはまったく異なります。キニーネを含む一連のシンコナアルカロイドの結晶構造に関する階層的比較は、分子の小さな構造的差異、特にビニール基の位置のみが、結晶状態でかなりの多様なアセンブリマナーを引き起こすことを明確に示しています。Cinchonaアルカロイドの結晶にそのような立体効果を体系的に実証する報告はありませんでした。したがって、現在のシステムは、望ましい機能結晶構造の設計に寄与しています。

Quinine, one of Cinchona alkaloids, has been of great interest from medical, synthetic, and supramolecular viewpoints. However, unaccountably, the guest-free (GF) crystal of quinine containing no solvent or other molecules has not been reported for nearly three decades, although GF crystals of other Cinchona alkaloids, such as quinidine, cinchonidine, and cinchonine, are already known. In this study, we successfully revealed the crystal structure of quinine, which belongs to the P2(1) space group with the cell parameters of a=6.0587(1), b=19.2492(5), c=22.2824(7) Å, β=92.1646(11)°, and V=2596.83(12) Å(3). Interestingly, the crystal has three crystallographically independent molecules in the cell (Z'=3) that are connected through a N(quinoline)⋅⋅⋅H-O hydrogen bond to form a pseudo three-two-fold (3(2)) double-helical motif. The helical motif is completely different from those observed in GF crystals of other Cinchona alkaloids. Hierarchical comparison on the crystal structures of a series of Cinchona alkaloids including quinine clearly demonstrated that only small structural differences of a molecule, particularly the position of the vinyl group, cause a significant variety of assembly manner in the crystalline state. There have been no reports systematically demonstrating such steric effect in crystals of Cinchona alkaloids, and, therefore, the present system contributes to the design of desired functional crystal structures.