マクロ環型尿素分子を用いた逆ベシクルの創製と機能制御

• Project/Area Number: 15750122
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional materials chemistry
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 林田 修 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教授 (20231532)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2003: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 機能性分子集合体 / 分子間相互作用制御 / レゾルシナレン / 逆ベシクル / キラリティー

Research Abstract

有機溶媒中で自己形成する分子組織体はバルク相とは異なるユニークな微視的環境を提供できるために、分子認識や触媒反応の場としての活用が期待できる。しかしながら、水中ミセルに対する有機溶媒中の逆ミセルが活発に研究されているのに対して、水中のベシクルに対する有機溶媒中のそれは殆ど研究例がない。そこで、我々は、特定のコンフォメーションをとるように予めプログラムされた機能性分子としてレゾルシナレンに立体的に嵩高い光学活性尿素を8つ導入した分子の開発に取り組んだ。本研究では、有機溶媒中における逆ベシクルの形成を目指して、より立体障害の少ないアルキル尿素を導入したレゾルシナレン誘導体を分子設計し、開発することに成功した。水素結合形成能および会合特性を検討したところ、クロロホルム中において粒径が400-700nmのベシクル状会合体を形成することを、DLS、XRDおよびTEMによって明らかにした。唯一、逆ベシクルを形成することが報告されているMendozaの分子が環状尿素によるface-to-face型の水素結合を利用して自己会合体を形成しているのに対して、本研究では、side-by-side型の水素結合をバンドル状に寄り集めて制御することで、同様な逆ベシクルが形成できることを初めて明らかにした。さらに、逆ベシクルの尿素ドメインには塩化物イオンなどのアニオンがゲストとして捕捉されることも実証した。本研究の成果は、有機合成化学および分子認識化学に基づいて、側鎖が分子内水素結合によって寄り集まるようにプログラムされた機能性分子を用いてユニークな逆ベシクルを開発するための有益な知見として意義深い。

Research Products

• [Journal Article] Globular Self-aggregates Formed with A Urea-functionalized Resorcinarene Derivative in Chloroform, (2005)
  • Author(s): Osamu Hayashida
  • Journal Title: Chem.Lett., Vol.34, No.9 Pages: 1276-1277
  • NAID: 130004722724
• [Journal Article] Synthesis and Guest-binding Study of Polytopic Multi(cyclophane) Hosts, (2005)
  • Author(s): Osamu Hayashida
  • Journal Title: Tetrahedron Lett., Vol.46 Pages: 6589-6592
• [Journal Article] 非水媒体中での集合性尿素分子の創製と機能評価 (2005)
  • Author(s): 林田修
  • Journal Title: 財団法人徳山科学技術振興財団平成16年度年報 Pages: 60-62
• [Journal Article] Preparation and Unique Circular Dichroism Phenomena of Urea-Functionalized Self-Folding Resorcinarenes Bearing Chiral Termini through Asymmetric Hydrogen Bonding Belts (2005)
  • Author(s): Osamu Hayashida
  • Journal Title: Org.Biomol.Chem 3 Pages: 654-660
• [Journal Article] Cyclophane-based tetra(resorcinarene) as a host for both histone and hydrophobic molecular guests
  • Author(s): Osamu Hayashida
  • Journal Title: Tetrahedron Lett., (印刷中)
• [Journal Article] Cyclophane-lectin Conjugates as A New Class of Water-soluble Host
  • Author(s): Osamu Hayashida
  • Journal Title: J.Incl.Phenom.Macro.Chem. (印刷中)
• [Book] 糖鎖化学の最先端技術 (2005)
  • Author(s): 林田 修
  • Publisher: 株式会社シーエムシー出版
• [Book] 糖鎖化学の最先端技術
  • Author(s): 林田 修
  • Publisher: 株式会社シーエムシー出版(印刷中)
• [Publications] Osamu Hayashida: "Molecular Recognition by Supramolecular Hosts Composed of an Adamantyl-appended Macrocycle with Cyclodextrins in Water"Chemistry Letters. 32・3. 288-289 (2004)