2018 Fiscal Year Research-status Report
Precision Synthesis and Characterization of Unnatural Polyaminosaccharides Prepared via Novel Ionic Ring-Opening Polymerization
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17K14494
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
甲田 優太 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 特任助教 (90759325)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | イオン重合 / 開環重合 / 糖質重合 / 糖鎖化学 / 糖鎖生物学 / アミノ多糖 / 多糖材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度(平成30年度)は、前年度に新しく開発した糖質重合の反応性などの詳細を検討した。さらに、この独自の重合反応で得られた非天然オリゴアミノ糖の基本的な物性を明らかにした。前年度と今年度に得られた成果を学術論文としてまとめ上げ、投稿準備が完了した。
(1)重合反応性 前年度は、グルコサミンの1,2位がオキサゾリンで閉環された単糖モノマー(GluOx)を合成した。このモノマーに求電子性カチオン種を発生させるtert-BuI（開始剤）とルイス酸触媒(GaCl3)を作用させることにより、非天然オリゴアミノ糖が合成できることを見出していた。本年度は、この新しく開発した重合反応において、種々の開始剤とルイス酸触媒を用いて同様の操作で反応を行い、これらの化学種が重合反応性に与える影響について評価した。その結果、開始剤はSN2反応を起こしやすい化学種(ex. MeOTfなど)よりもE1反応を起こしやすい化学種(tert-BuI)などの方が効率的に開始反応が進行することを見出した。さらに、ルイス酸性が弱い(Hfなど)触媒よりもSnやGaなどのルイス酸性が強い化学種を使用した場合の方が、モノマーが最後まで消費され続けることが明らかとなった。
(2)基礎物性評価 TG-DTA測定により得られたオリゴアミノ糖は、単糖モノマーよりも熱安定性が向上していることが明らかとなった。次にDSC測定を行なったところ、結晶化および融解ピークが観測された。実際にXRD測定を行なったところ、低角側に結晶構造に由来するピークが観測された。よって、得られたオリゴアミノ糖は、結晶性を示すことがわかった。
(3)学術論文 前年度と今年度(平成30年度)得られた成果の一部を学術論文としてまとめ上げ、投稿準備が完了した。また、得られた残りの成果は、新年度に実施予定の結果と合わせて、別の学術論文としてまとめる予定である。
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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
本課題の目的は、有機反応ではなく、新しい重合反応によって単糖を連結し、非天然のオリゴ糖を簡便に合成し、分子設計自由度を拡大することにある。前年度は、新しい重合反応を開発し、想定していた非天然オリゴアミノ糖の創出に成功していた。今年度は、得られた成果の学会発表と、重合反応性の詳細な検討、および基本物性を調べることを予定していた。
実際に、昨年度の検討に加えて開始剤やルイス酸触媒を変えて重合反応性を調べた。その結果、本重合反応には、置換反応(SN2反応)よりも脱離反応(E1反応)を起こしやすい化学種を用いた方が、開始反応が効率的に行えることを見出した。さらに、ルイス酸性が弱い化学種よりも強い化学種を用いた方が、モノマーが完全に消費されることがわかった。
得られた非天然オリゴアミノ糖が固体で得られたため、熱物性測定を行なった。その結果、単糖よりも熱安定性が向上していることが明らかとなった。また、結晶性を有していることが示唆されたため、XRD測定を行なったところ、単糖よりは結晶性が低下しているものの、オリゴ糖自身も結晶性を有していることが明らかとなった。
学会発表も前年度に予定していた通り行なった。また、得られた成果について学術論文を執筆し、投稿準備を完了させた。
今年度は、当初予定していた通りの内容はほぼ実施することができたため、「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、執筆した学術論文を投稿し、得られた成果を公表することを最優先事項とする。また、今年度得られた成果を新しく学会発表を通じて報告していく。今年度の研究予定は、置換基の異なるモノマーを合成する手法を確立し、本重合反応に適用することによりオリゴアミノ糖の分子設計自由度の拡大を図る予定である。
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| Causes of Carryover |
未使用金額のみで研究に必要な試薬などの消耗品を購入できなかったため。今回生じた金額で新年度の研究に必要な消耗品を購入する予定があり、研究に本当に必要な試薬のみを必要な時に購入したかったため。
今回生じた金額については、新年度の研究に必要な試薬を購入する予定である。
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