特異的なナノ表面構造を有するヒドロキシアパタイトの作製

• Project/Area Number: 16K21512
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Inorganic chemistry; Nanostructural chemistry
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 松木園 裕之 近畿大学, 分子工学研究所, 博士研究員 (50724150)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: ポリヒドロキシウレタン / ポリアミン / 二官能性六員環カーボナート / 炭酸ジフェニル / トリメチロールプロパン / ノシル基 / 高分子合成 / 無機化学 / ナノ材料 / キラリティ / 階層構造

Outline of Annual Research Achievements

平成28年度は特異的なナノ表面構造を有するヒドロキシアパタイトを作製する上で用いる有機超分子テンプレートを合成することを目指し、①種々の構造の短鎖ポリアミンの合成と②それらのポリアミンを主鎖に含むポリヒドロキシウレタンの作製を行った。以下にこれらの結果を簡単にまとめる。
① 種々の構造の短鎖ポリアミンの合成：市販のエチレンジアミン、ジエチレントリエチレン、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンをノシルクロリドと反応させることでアミノ基をノシル保護した。その後、末端のアミンを塩基条件下でN-(3-ブロモプロピル)フタルイミドと反応させた後、ヒドラジンで脱保護することで末端にフリーの1級アミンを有し、且つ内部の2級アミンがノシル保護された3種の短鎖ポリアミンを合成することができた。
② ポリアミンを主鎖に含むポリヒドロキシウレタンの合成：これらのポリアミンを塩基触媒存在下、トリメチロールプロパン二量体と炭酸ジフェニルから合成できる二官能性六員環カーボナートと室温で開環重付加を行い、その後4-メルカプト安息香酸を用いてノシル基を脱保護することにより、主鎖に3種の異なる構造のポリアミン部位を有するポリヒドロキシウレタンを合成することができた。
以上、有機超分子テンプレート作製に必要なポリアミン含有ポリヒドロキシウレタンを合成することができた。①に示したノシル基を用いた2級アミンの合成法を利用することで、さらに多彩な構造の短鎖ポリアミンを設計することが可能である。そしてこれらのポリアミン含有ポリヒドロキシウレタンを酒石酸やD-グルカル酸などのアルダル酸と水中で混合することで複合化し、キラルなナノ表面構造を有する有機超分子テンプレートを作製し、さらにこのテンプレートの表面でヒドロキシアパタイトを作製することで、特異的なキラルナノ構造を表面に構築することができると期待される。