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有機分子-無機分子融合超分子ヒドロゲルの創製

Publicly

Project AreaFusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control
Project/Area Number 23107514
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

山中 正道  静岡大学, 理学部, 准教授 (10377715)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsゲル / 自己集合 / 水素結合 / 疎水性相互作用 / 界面活性剤 / ウレア / 超分子 / 疎水性相互作 / ファイバー / 動的共有結合
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、有機分子の自己集合により形成される超分子ポリマーと無機分子などの相互作用によりゲル化が誘導される融合マテリアルの創製と、超分子ゲルの機能探索を行った。 低分子オルガノゲル化剤として機能するトリスウレア分子に親水基を導入した両親媒性トリスウレア分子を設計、合成した。両親媒性トリスウレア分子と純水の混合物は懸濁液を与えたが、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)などのイオン性界面活性剤を含む水溶液との混合物は超分子ヒドロゲルを形成した。このゲル化において、添加するSDSの量は非常に重要であった。SDSが適切な濃度以下では懸濁液が、適切な濃度以上では透明な溶液が得られた。また、ゲル化の誘導は、種々の陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤においても達成された。キセロゲルのSEM観測より界面活性剤の濃度に依存した繊維状集合体の太さの変化が観測され、イオン性界面活性剤が両親媒性トリスウレア分子の自己集合により形成する繊維状集合体のバンドル化を制御していることを明らかとした。また、この超分子ヒドロゲルを用いたタンパク質試料の電気泳動法の開発に成功した。
親水基としてガラクトースを有する両親媒性トリスウレア分子を設計、合成した。この化合物のゲル化能は低く、高濃度で水と混合しても粘性溶液を与えるのみであった。ところが、両親媒性トリスウレア分子と水の混合物に1,4-フェニルジホウ酸を添加すると、超分子ヒドロゲルの形成が進行した。これは、両親媒性トリスウレア分子の自己集合により形成した繊維状集合体が、1,4-フェニルジホウ酸とのホウ酸エステル結合を形成することで架橋されたことによるものと考えられる。形成した超分子ヒドロゲルは、これまでに合成してきた超分子ヒドロゲルと比較し、高い物理的強度を有していた。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report

Research Products

(26 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article Presentation Remarks

  • [Journal Article] Effect of Optical Purity of <i>C</i><sub>3</sub>-Symmetric Chiral Tris-ureas on Supramolecular Gel Formation2013

    • Author(s)
      Masamichi Yamanaka, 他4名
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 42 Issue: 3 Pages: 229-231

    • DOI
      10.1246/cl.2013.229
    • NAID
      10031155762
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ionic surfactants induce amphiphilic tris-urea hydrogel formation2012

    • Author(s)
      Masamichi Yamanaka, 他1名
    • Journal Title

      Chemistry An Asian Journal

      Volume: 7 Pages: 1768-1771

    • DOI
      10.1002/asia.201200152
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Separation of proteins using supramolecular gel electrophoresis.2011

    • Author(s)
      Yamamichi, S., et al
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 47 Pages: 10344-10346

    • DOI
      10.1039/c1cc13826j
    • NAID
      80022119225
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 精密分子設計にもとづく機能性超分子ゲルの開発2011

    • Author(s)
      山中正道
    • Journal Title

      未来材料

      Volume: 11 Pages: 16-21

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ハイブリッド型超分子カプセルの構築と分子認識2013

    • Author(s)
      山中正道
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀)
    • Year and Date
      2013-03-22
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      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] テルビウム(III)を含む新規緑色発光性ゲル錯体の創成2013

    • Author(s)
      坐間祐介・箭内一繁・土屋垣内絢子・高橋勇雄・山中正道・長谷川美貴
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀)
    • Year and Date
      2013-03-22
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 親水性置換基としてカルボキシル基を有する両親媒性トリスウレア分子のゲル化能2013

    • Author(s)
      箭内一繁・吉田勝・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀)
    • Year and Date
      2013-03-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] トリアリールアミンを母核とするトリスウレア化合物の自己集合2013

    • Author(s)
      嶋津英夫・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀)
    • Year and Date
      2013-03-22
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 超分子ヒドロゲルを用いた未変性タンパク質電気泳動法の開発2013

    • Author(s)
      宗信佳那子・大吉崇文・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀)
    • Year and Date
      2013-03-22
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 超分子ヒドロゲルを用いたタンパク質電気泳動2013

    • Author(s)
      田澤翔平・宗信佳那子・神野有貴・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀)
    • Year and Date
      2013-03-22
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Supramolecular Gel Electrophoresis (SUGE) for Protein Separation2012

    • Author(s)
      Masamichi Yamanaka, Yuki Jinno, Sachiyo Yamamichi
    • Organizer
      IUMRS-ICEM 2012
    • Place of Presentation
      パシフコ横浜(神奈川)
    • Year and Date
      2012-09-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 両親媒性トリスウレア分子による強酸・強塩基および高塩濃度水溶液のゲル化2012

    • Author(s)
      東大輔・山中正道
    • Organizer
      第23回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      京都テレサ(京都)
    • Year and Date
      2012-09-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン性界面活性剤により誘導される両親媒性分子のゲル化2012

    • Author(s)
      山中正道、神野有貴
    • Organizer
      第9回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2012-05-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 動的共有結合により誘導される超分子ヒドロゲルの形成2012

    • Author(s)
      天勝まを・原矢奈々・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] pHに応答する超分子ヒドロゲルの開発2012

    • Author(s)
      箭内一繁・宗信佳那子・原矢奈々・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 多様な水系溶媒をゲル化する低分子ヒドロゲル化剤の開発2012

    • Author(s)
      東大輔・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 界面活性剤の添加によるトリスウレア化合物のゲル化2012

    • Author(s)
      神野有貴・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-25
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 超分子ヒドロゲルを用いた未変性タンパク質の電気泳動2012

    • Author(s)
      宗信佳那子・神野有貫・大吉崇文・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 自己集合する有機化合物をデザインする2012

    • Author(s)
      山中正道
    • Organizer
      平成24年度日本化学会東海支部教育討論会
    • Place of Presentation
      B-nest(静岡)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] pH応答性を有する超分子ヒドロゲルの開発2011

    • Author(s)
      山中正道・原矢奈々
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県)
    • Year and Date
      2011-09-28
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ドデシル硫酸ナトリウムの添加による両親媒性トリスウレア化合物のゲル化2011

    • Author(s)
      神野有貴・山中正道
    • Organizer
      第22回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Year and Date
      2011-09-22
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 両親媒性トリスウレア化合物の自己集合による超分子ヒドロゲルの構築2011

    • Author(s)
      山中正道・原矢奈々
    • Organizer
      第22回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Year and Date
      2011-09-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウレイド化合物を用いた機能性超分子ゲルの開発2011

    • Author(s)
      山中正道
    • Organizer
      第5回超分子若手懇談会
    • Place of Presentation
      ホテル園山荘(長野県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-07
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 両親媒性トリスウレア誘導体のヒドロゲル化能2011

    • Author(s)
      東大輔・原矢奈々・山中正道
    • Organizer
      第7回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Year and Date
      2011-05-28
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  • [Remarks] Yamanaka Laboratory

    • URL
      http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~smyaman/welcome.html
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL
      http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~smyaman/welcome.html
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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