2015 Fiscal Year Research-status Report
新規ゲル化剤の開発とその超分子化学的研究、及び実用化に向けての研究
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15K05623
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
英 謙二 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (60126696)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ゲル / ゲル化剤 / ポリマー型ゲル化剤 / 物理ゲル / 超分子化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原料としてL-バリンよりはるかに安価なD, L-メチオニンを使い、新規な低分子ゲル化剤を合成した。またゲルの結晶化を防ぎ安定性を向上させる目的で、D, L-メチオニン誘導体にシリコンセグメントを導入した。D, L-メチオニン基盤のゲル化剤は、一般的に化粧品の油性成分として利用されている流動パラフィンやシリコンオイルなどに対してゲルを形成した。またシリコンセグメントを導入することでより優れたゲル化能が向上した。さらに、導入するシリコンセグメントの構造により異なるゲル化能を示した。
化粧品分野で使用されている溶媒は、一成分ではなく多成分を混合し、製品として応用されている場合が多い。そこで、D, L-メチオニンを基盤とした新規ゲル化剤の三成分混合溶媒に対するゲル化テストおよびゲルの物性評価を行った。シリコンセグメントを導入したゲル化剤は66種全ての混合溶媒においてゲルを形成した。また使用する混合溶媒の油性成分比により、ゲルの透明性、ゲル-ゾル相転移温度およびゲル強度が異なることから、混合溶媒の比率を調整することでゲルの外観や物性を制御できることが分かった。これらのキセロゲルのTEM観察より、繊維が網目状に絡まりあい三次元網目構造を形成している様子が確認された。使用する混合溶媒により繊維の太さや長さが異なることから、繊維の構造が結果としてゲルの物性にも影響を及ぼしていると考えられる。またこのような繊維状会合体は、化合物同士のアミド基部位の非共有結合やアルキル鎖のファンデルワールス力により分子が自己集合し、構築した網目構造内に溶媒をトラップすることによりゲルを形成することが判明した。
蛍光発光するスチルベンセグメントを導入した蛍光性ゲル化剤を開発し、溶媒を含んだ生のゲルを蛍光顕微鏡を使って観察することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アミノ酸の中でも最も安価なD,L-メチオニンを原料にゲル化駆動セグメントを開発することに成功した。メチオニンを使ったゲル化剤の開発は本研究が初めてである。ポリジメチルシロキサンやオリゴジメチルシロキサンに付加させることにより、安定なゲルを形成するポリマー型ゲル化剤の開発にも成功した。研究成果は平成28年3月に行われた日本化学会第96回春季年会で口頭発表した。また、6月に行われる平成28年度繊維学会年次大会でも発表予定である。
蛍光発光するスチルベンセグメントを導入した蛍光性ゲル化剤を開発し、溶媒を含んだ生のゲルを蛍光顕微鏡を使って観察することに成功した。本研究成果は雑誌Smallに投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
強い蛍光発光するカルバゾール、キノリン、ベンゾチアゾール、フルオロセインをそれぞれ含む新規な蛍光性ゲル化剤を開発し、溶媒を含んだ生のゲルの蛍光顕微鏡観察を実施する。
ラセミ体のD,L-フェニルアラニンを使ったゲル化駆動セグメントに焦点を当て酸クロリドを使用しない合成法を確立する。
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| Causes of Carryover |
平成27年度の研究計画が順調に進み、当初予定した溶媒が不要になったため若干の予算が繰り越しとなった。さらに、想定した当初より溶媒の値段が安かったことも影響していると思われる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度請求額と合わせて継続される平成28年度の研究実施のための試薬購入に充てる。具体的には、合成用溶媒としてのジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、クロロホルム、ジクロロメタン、酢酸エチル、エタノール、メタノール、アセトン、ジメチルホルムアミドなどの購入に充てる。さらに溶媒精製に使う水素化リチウムアルミニウム、水素化ナトリウム、水添触媒のパラジウム炭素、透過型電子顕微鏡試料の染色剤のオスミック酸を購入する。
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