金属イオンでゲストが自在に補足、放出される自己集合カプセル型ホスト分子の構築

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08640744
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 武村 裕之 九州大学, 理学部, 助手 (60183456)
• Keywords: ホストーゲスト化学 / 分子認識 / 機能性物質 / 大環状化合物 / アザカリックスアレーン / アザシクロファン

Research Abstract

金属イオンの添加、除去により構造を変えてゲストの捕捉と放出を行うホスト分子系を構築するために、金属認識部位として2-、4-ピコリル基、また、より強い錯形成能をもつビピリジル基を持つtetrahomodiazacalix[4]arenesを合成した。また、共有結合によるアザカリックスアレーン環状体の合成のためプロパルギル基を側鎖に持つものを合成した。これを酸化的カップリング条件で大環状化合物にしようとしたがポリマーが生成した。引き続き反応条件などの検討により目的物を得る工夫をしている。
銀イオンと金属認識部位を持つアザカリックスアレーンとの反応をプロトンNMRにより確かめた。銀イオンを添加したときに大きな構造変化が認められた。銀錯体が生成していることは明らかであるが、分子内錯体なのか、2分子が集合した錯体であるかが不明である。このため現在、X線結晶構造解析を行うための結晶を得る努力をしている。
新たに非常にシンプルなアザカリックスアレーンの合成法を見いだした。すなわち、メチルアミンとフェノールの直接反応により3種類のアザカリックスアレーンを得ることに成功した。合成的興味もさることながら、今まで溶液中でスペクトルが複雑で構造の情報が得られなかったN-benzyl-dihomoazacalix[4]areneにかわって本方法で得られたN-Me体により、構造解析の結論を得ることができた。構造の情報はカプセル分子構築の際の重要な点である。
また新しい分子設計の概念の元となるXylyleneで架橋したConcave型分子も1段階で合成することに成功した。これらの分子を2つつなぎ合わせることで分子ギア-を作ることができると思われる。
以上のように本研究では目的とするカプセル型分子の合成のための基礎的な構造的、合成的情報を得ることに成功している。