アニオン応答性ナノ構造の制御

• Project/Area Number: 19022036
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 前田 大光 Ritsumeikan University, 薬学部, 准教授 (80388115)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2008: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: π共役系 / 構造制御 / アニオン認識 / ピロール

Research Abstract

アニオン認識能を有するπ共役系非環状型素子(ジピロリルジケトンホウ素錯体)を構成するピロール環の反応性を利用してレセプター周辺へ種々のユニットを導入する手法を確立し、たとえばπ共役が拡張され、かつアニオンに対する多点認識が可能な芳香環置換レセプター誘導体の創製を実現した。また、ホウ素周辺をジオールユニットで連結した誘導体を合成し、とくに適切にスペーサー架橋されたII字型2量体が特定のジアニオンに対する会合選択性を示すことを明らかにした。
一連のアニオンレセプターが固体(結晶)状態において、π平面間での相互作用を利用したスタッキング構造や、レセプター-アニオン会合体および対カチオン間での規則的な交互配列からなる「電荷積層型」構造を形成することを見出した。そこで「補助的な相互作用部位」である長鎖アルキル基を導入したレセプター誘導体を合成し、これを基本ユニットとして次元制御された集合体からなるアニオン応答性超分子オルガノゲルの形成に成功した。この刺激応答性ソフトマテリアルはアニオンとの会合体形成に起因した分子構造および組織形態の変化によって光物性が制御可能であり、またアニオンに付随する嵩高い立体型対カチオンがアニオン-レセプター会合体と溶解性の高いイオンペアを形成することも形態制御の重要な要因であることを明らかにした。さらに、親水性基で置換された両親媒性レセプター誘導体を合成し、水溶液中においてH会合体から構成されるベシクルやナノシリンダー構造などの溶媒駆動型集合体の形成を実現した。

Research Products

• [Journal Article] Dipyrrin Zn^<II> Complexes with Functional Aryl Groups : Formation, Characterization, and Structures in the Solid State (2009)
  • Author(s): Maeda H. ; Hashimoto, T. ; Fujii, R. ; Hasegawa, M.
  • Journal Title: J. Nanosci. Nanotechnol 9 Pages: 240-248
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Solvent-Assisted Organized Structures Based on Amphiphilic Anion-Responsive π-Conjugated Systems (2009)
  • Author(s): Maeda, H. ; Ito, Y ; Haketa, Y ; Eifuku, N. ; Lee, E. ; Lee, M. ; Hashishin, T. ; Kaneko, K.
  • Journal Title: Chem. Eur. J 15 Pages: 3709-3719
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Acyclic oligopyrroles as building blocks of supramolecular assemblies (2009)
  • Author(s): Maeda, H.
  • Journal Title: J. Incl. Phenom (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis, Properties, and Solid-State Assemblies of β-Alkyl-Substituted Dipyrrolyldiketone BF_2 CompIexes (2009)
  • Author(s): Maeda, H. ; Haketa, Y. ; Bando, Y. ; Sakamoto, S.
  • Journal Title: Synth. Met 159(in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Alkoxy-substituted Derivatives of π-Conjugated Acyclic Anion Receptors : Effects of Substituted Positions (2009)
  • Author(s): Maeda, H. ; Eifuku, N.
  • Journal Title: Chem. Lett 38 Pages: 208-209
  • NAID: 10025119715
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Detection of Unusual ΔHOMO<ΔLUMO Relationship in Tetrapyrrolic cis-and trans-Doubly N-Confhsed Porphyrins (2008)
  • Author(s): Muranaka, A. ; Homma, S. ; Maeda. H. ; Furuta, H. ; Kobayashi, N.
  • Journal Title: Chem. Phys. Lett 460 Pages: 495-498
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diol-substituted boron complexes of dipyrrolyldiketones as anion receptors and covalently linked 'pivotal' dimers (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Fujii, Y. ; Mihashi, Y.
  • Journal Title: Chem. Commun Pages: 4285-4287
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective iodinated dipyrrolyldiketone BF_2 complexes as potential building units for oligomeric systems (2008)
  • Author(s): Maeda. H. ; Haketa, Y.
  • Journal Title: Org. Biomol. Chem 6 Pages: 3091-3095
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Heteroaryl-Substituted C_3-Bridged Oligopyrroles : Potential Building Subunits of Anion- Responsive π-Conjugated Oligomers (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Mihashi, Y ; Haketa, Y.
  • Journal Title: Org. Lett 10 Pages: 3179-3182
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anion-Responsive Supramolecular Gels (2008)
  • Author(s): Maeda, H.
  • Journal Title: Chem. Eur 14 Pages: 11274-11282
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] BF_2 complexcs of α-alkyl-substituted dipyrrolyldiketones as acyclic anion receptors (2008)
  • Author(s): H. Maeda, M. Terasaki, Y. Haketa, Y. Mihashi & Y. Kusunose
  • Journal Title: Org. Biomol. Chem. 6 Pages: 433-436
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Supramolecular Chemistry of Acyclic Oligopyrroles (2008)
  • Author(s): H. Maeda T. Haslumoto, R. Fujii & M. Hasegawa
  • Journal Title: J. Nanosci. Nanotechnol. 8(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nanoscale Metal Coordination Macrocycles Fabricated by Using "Dimeric" Dipyrrins (2007)
  • Author(s): H. Maeda & T. Hashimoto
  • Journal Title: Chem. Eur. J. 13 Pages: 7900-7907
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrogen bonding self-assemblies with 1-D linear, dimeric and hexagonal nanostructures of meso-pyridyl-substituted dipyrromethanes (2007)
  • Author(s): H. Maeda, M. Hasegawa & A. Ueda
  • Journal Title: Chem. Commun Pages: 2726-2728
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Supramolecular Chemishy of Acyclic Oligopyrroles (2007)
  • Author(s): H. Maeda
  • Journal Title: Eur. J. Org. Chem. Pages: 5313-5325
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Aryl-Substituted C_3-Bridged Oligopyrroles as Anion Receptors for Formation of Supramolecular Organogeis (2007)
  • Author(s): Maeda, Y. Haketa & T. Nakanishi
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 129 Pages: 13661-13674
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ピロール環を基盤とした新規π共役素子の創出 (2009)
  • Author(s): 前田大光
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会(日本化学会進歩賞受賞講演)
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] ジピリン3量体を基盤とした超分子集合体の創製 (2009)
  • Author(s): 前田大光・土井耕太・塚本健一・長谷川昌広・関朋宏・矢貝史樹
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] アニオンモジュールからなる超分子集合体の構築 (2009)
  • Author(s): 前田大光・成谷和政
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] 両親媒性非環状型アニオンレセプターの合成と集合体形成 (2009)
  • Author(s): 前田大光・永福菜月
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] ピロールβ位を修飾した非環状型アニオンレセプターの合成 (2009)
  • Author(s): 前田大光・坂本祥平・羽毛田洋平
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] ホルミル置換非環状型アニオンレセプター誘導体の合成 (2009)
  • Author(s): 前田大光・藤井理香
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] エチニル基を導入したπ共役系非環状型アニオンルセプターの合成と多量化 (2009)
  • Author(s): 前田大光・北口加奈子
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] 非環状型アニオンレセプターのホウ素周辺修飾誘導体の合成と物性 (2009)
  • Author(s): 前田大光・高山真由美
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] 平面状電荷種から形成される超分子組織体の構築 (2009)
  • Author(s): 羽毛田洋平・前田大光
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] 非環状型オリゴピロールπ共役拡張誘導体の合成と集積化 (2009)
  • Author(s): 前田大光・坂東勇哉・羽毛田洋平
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] アニオン認識能を有するπ共役系非環状型オリゴピロールの固体状態における分子集積体 (2009)
  • Author(s): 前田大光・坂東勇哉・羽毛田洋平・関修平・藤内謙光
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] 非環状型アニオンレセプターを基盤とした自己集合二量体の形成 (2009)
  • Author(s): 前田大光・木下浩太
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] FORMATION OF ANION-RESPONSIVE ACYCLIC OLIGOPYRROLES AND THEIR ORGANIZED STRUCTURES (2008)
  • Author(s): Maeda H. ; Haketa, Y. ; Ito, Y. ; Eifuku, N. ; Terashima, Y. ; Bando, Y.
  • Organizer: The Third Joint International Symposium on Macrocyclic & Supramolecular Chemistry
  • Place of Presentation: ラスベガス(アメリカ合衆国)
  • Year and Date: 2008-07-13
• [Presentation] FORMATION OF COORDINATION NANORINGS BASED ON π-CONJUGATED ACYCLIC OLIGOPYRROLES (2008)
  • Author(s): Hashimoto, T. ; Maeda, H.
  • Organizer: The Third Joint International Symposium on Macrocyclic & Supramolecular Chemistry
  • Place of Presentation: ラスベガス(アメリカ合衆国)
  • Year and Date: 2008-07-13
• [Presentation] ANION-DRIVEN HELICAL STRUCTURES BASED ON ACYCLIC OLIGOPYRROLE (2008)
  • Author(s): Haketa, Y. ; Mihashi, Y. ; Maeda, H.
  • Organizer: The Third Joint International Symposium on Macrocyclic & Supramolecular Chemistry
  • Place of Presentation: ラスベガス(アメリカ合衆国)
  • Year and Date: 2008-07-13
• [Presentation] アニオン応答性組織構造の構築 (2008)
  • Author(s): 前田大光・伊藤嘉浩・羽毛田洋平・三橋裕太
  • Organizer: 第3回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-06-11
• [Presentation] 非環状オリゴピロールを基盤としたアニオン駆動型らせん構造の形成 (2008)
  • Author(s): 羽毛田洋平・前田大光
  • Organizer: 第3回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-06-11
• [Presentation] 両親媒性非環状型アニオンレセプターからなる集合体形成 (2008)
  • Author(s): 前田大光・永福菜月・伊藤嘉浩
  • Organizer: 第3回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-06-01
• [Presentation] π共役拡張型非環状アニオンレセプターの合成と物性 (2008)
  • Author(s): 前田大光・坂東勇哉
  • Organizer: 第3回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-06-01
• [Presentation] Synthesis and Properties of π-Fused Acyclic Anioll Receptors (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Bando, Y.
  • Organizer: Fifth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 草津(滋賀県)
• [Presentation] Synthesis and Properties of Trisdipyrrin-Coupled Benzenes (2008)
  • Author(s): Maeda. H. ; Doi, K. ; Tsukamoto, K. ; Hasegawa, M.
  • Organizer: Fifth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 草津(滋賀県)
• [Presentation] Synthesis and Supramolecular Assemblies of Alkoxy-Substituted Acyclic Anion Receptors (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Eifuku, N.
  • Organizer: Fifth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 草津(滋賀県)
• [Presentation] Diol-Substituted Boron Complexes of Dipyrrolyldiketones and Covalently Linked "Pivotal" Dimers as Anion Receptors (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Fujii, Y. ; Shimomura, K. ; Mihashi, Y.
  • Organizer: Fifth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 草津(滋賀県)
• [Presentation] Topological Control in Coordination Nanorings by Bond Formation (2008)
  • Author(s): Hashimoto, T. ; Maeda, H.
  • Organizer: Fifth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 草津(滋賀県)
• [Presentation] Formation of Anion-Responsive Acyclic Oligopyrroles and Their Organized Structures (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Ito, Y. ; Haketa, Y.
  • Organizer: Fifth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 草津(滋賀県)
• [Presentation] Synthesis and Properties of C_3-bridged Oligopyrroles with Heteroaryl Moieties asPotential Building Subunits of Anion-Responsive π-Conjugated Oligomers (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Mihashi, Y. ; Haketa, Y.
  • Organizer: Fifth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 草津(滋賀県)
• [Presentation] Self-Organized Structures of π-Conjugated Acyclic Anion Receptors (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Terashima, Y. ; Haketa, Y. ; Shimizu, M. ; Mukai, H. ; Ohta, K.
  • Organizer: Fifth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 草津(滋賀県)
• [Presentation] Anion-Driven Helical Structures Based on Acyclic Oligopyrroles (2008)
  • Author(s): Haketa, Y. ; Maeda, H.
  • Organizer: Fifth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 草津(滋賀県)
• [Presentation] 刺激応答性π共役系素子の創製と超分子化学 (2008)
  • Author(s): 前田大光
  • Organizer: 第40回構造有機若手の会夏の学校
  • Place of Presentation: 河口湖(山梨県)(招待講演)
• [Presentation] Anion-responsive organized structures based on acyclic oligopyrroles (2008)
  • Author(s): Maeda, H.
  • Organizer: 236th ACS National Meeting
  • Place of Presentation: フィラデルフィア(アメリカ合衆国)(招待講演)
• [Presentation] Anion-Driven Helical Structures Based on Acyclic Oligopyrroles (2008)
  • Author(s): Haketa, Y. ; Maeda, H.
  • Organizer: LXII Yamada Conference 2009 "Topological Molecules"
  • Place of Presentation: 淡路島(兵庫県)
• [Presentation] Topological Control in Coordination Macrocycles by Bond Formation (2008)
  • Author(s): Hashimoto, T. ; Maeda H.
  • Organizer: LXII Yamada Conference 2009 "Topological Molecules"
  • Place of Presentation: 淡路島(兵庫県)
• [Presentation] アニオン駆動型積層構造を利用した超分子組織体形成 (2008)
  • Author(s): 羽毛田洋平・前田大光
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] π共役系非環状型アニオンレセプターの自己組織化 (2008)
  • Author(s): 前田大光・寺島嘉孝・羽毛田洋平・清水政宏・向井秀知・太田和親
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 非環状オリゴピロールを基盤としたアニオン駆動型超分子構造の構築 (2008)
  • Author(s): 羽毛田洋平・前田大光
  • Organizer: 第19回基礎有機化学連合討論会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] π共役非環状アニオンレセプターの固体状態における分子集積体 (2008)
  • Author(s): 前田大光・坂東勇哉・羽毛田洋平・藤内謙光
  • Organizer: 第19回基礎有機化学連合討論会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] ジピリン3量体を基盤とした超分子集合体の創製 (2008)
  • Author(s): 前田大光・土井耕太・塚本健一・長谷川昌広
  • Organizer: 第19回基礎有機化学連合討論会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 両親媒性非環状型アニオンレセプターの合成と集合体形成 (2008)
  • Author(s): 前田大光・永福菜月
  • Organizer: 第19回基礎有機化学連合討論会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 配位ナノリングを基盤としたトポロジー制御 (2008)
  • Author(s): 橋本宗・前田大光
  • Organizer: 第19回基礎有機化学連合討論会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] Control of Anion-Responsive Nanostructures (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Bando, Y. ; Haketa, Y. ; Tohnai, N.
  • Organizer: The 3rd International Workshop on Super-Hierarchical Structures
  • Place of Presentation: 淡路島(兵庫県)
• [Presentation] Solid-State Molecular Stacking Assemblies of π-Conjugated Acyclic Anion Receptors (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Bando, Y. ; Haketa, Y. ; Tohnai, N.
  • Organizer: the 18th IKETANI CONFERENCE International Conference on Control of Super-Hierarchical Structures and Innovative Functions of Next-Generation Conjugated Polymers
  • Place of Presentation: 淡路島(兵庫県)
• [Presentation] Anion-Driven Helical Structures Based on Acyclic Oligopyrroles (2008)
  • Author(s): Haketa, Y. ; Mihashi, Y. ; Maeda, H.
  • Organizer: the 18th IKETANI CONFERENCE International Conference on Control of Super-Hierarchical Structures and Innovative Functions of Next-Generation Conjugated Polymers
  • Place of Presentation: 淡路島(兵庫県)
• [Presentation] Formation of Supramolecular Gels and Liquid Crystals from π-Conjugated Acyclic Anion Receptors (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Terashima, Y. ; Haketa, Y. ; Shimizu, M. ; Mukai, H. ; Ohta, K.
  • Organizer: the 18th IKETANI CONFERENCE International Conference on Control of Super-Hierarchical Structures and Innovative Functions of Next-Generation Conjugated Polymers
  • Place of Presentation: 淡路島(兵庫県)
• [Presentation] Charge-by-Charge Assemblies from π-Conjugated Acyclic Anion Receptors (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Haketa, Y. ; Terashima, Y.
  • Organizer: 日中機能性分子の合成と自己組織化シンポジウム
  • Place of Presentation: 北京(中国)(招待講演)
• [Presentation] Solid-State Molecular Assemblies of π-Conjugated Acyclic Anion Receptors (2008)
  • Author(s): Maeda, H. ; Bando, Y. ; Haketa, Y. ; Seki, S. ; Tohnai, N.
  • Organizer: 日中機能性分子の合成と自己組織化シンポジウム
  • Place of Presentation: 北京(中国)(招待講演)
• [Presentation] 非環状型オリゴビロール配位子を基盤とした多核錯体のトポロジー制御 (2008)
  • Author(s): 橋本宗・前田大光
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] π共役系非環状型アニオンレセプターの自己集合化 (2008)
  • Author(s): 前田大光・寺島嘉孝・羽毛田洋平・向井秀知・清水政宏・下杉翔太・太田和親
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉県)
• [Presentation] π-Conjugated Acyclic Anion Receptors to Form Supramolecula Organogels (2007)
  • Author(s): H. Maeda & Y. Haketa
  • Organizer: 12th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
  • Place of Presentation: 淡路島
• [Book] 「アニオン応答性超分子ゲル」超分子サイエンス(国武豊喜監修) (2009)
  • Author(s): 前田大光
  • Publisher: NTS(印刷中)
• [Book] 「アニオン応答性ナノ構造の制御」次世代共役ポリマーの超階層制御と革新機能(赤木和夫編) (2009)
  • Author(s): 前田大光
  • Total Pages: 445
  • Publisher: CMC
• [Remarks]
  • URL: http://www.ritsumei.ac.jp/pharmacy/maeda/publications.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.ritsumei.ac.jp/se/rc/staff/maeda/publications.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 非環状オリゴビロール化合物 (2009)
  • Inventor(s): 前田大光
  • Industrial Property Rights Holder: 学校法人立命館
  • Industrial Property Number: 2009-058067
  • Filing Date: 2009-03-11