2020 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Supramolecular Hydrogel toward a Novel Pressure-Energy Strage System

Research Project

Project/Area Number	20H02815
Research Institution	Nara Institute of Science and Technology
Principal Investigator	中嶋琢也奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (70379543)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	自己組織化 / ゲル / 光反応 / 水素結合
Outline of Annual Research Achievements	本年度は、主に、自己組織化によりヒドロゲルを形成するヒドロゲル化性分子について複数の候補について検討を進めてきた。加圧刺激に対するゲル強度変化において履歴を示すようなヒドロゲルシステムの構築を目指した。分子設計の基本方針としては、複数、かつ異なる様式の水素結合部位を導入すること、分子会合状態のプローブとなる発色団、かつ、光反応性部位としてアントラセンユニットを有することとした。水素結合部位としては、糖誘導体の導入を企図し、アントラセンユニットとの連結スペーサーとしてアミノ酸誘導体を用いることを計画した。具体的には、二つのアミノ基を異なる保護基で保護したリジンをエチレンジアミンで連結し、一方のアミノ基を脱保護し、アントラセン誘導体の導入を行った。これは、ヒドロゲルではないが、トルエンなどの有機溶媒をゲル化させることが分かった。また、トルエン中における自己組織化挙動を評価し、圧力依存性についても評価を行った。さらに、ε-アミノ基の脱保護条件を種々検討しているが、臭化水素酸条件により、比較的反応性良く脱保護されることを見出したので、現在、二つ目のアミノ基を脱保護した分子の精製を進めている。今後、精製した化合物について、糖誘導体の導入を行い、化合物のヒドロゲル化特性の評価を行う。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 糖部位を導入した最終化合物の合成に成功したが水溶性が不十分であったためヒドロゲル化能は確認できなかった。その知見により分子設計の改良点が見出されたため、新しい候補分子の合成が進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	複数名の学生と技術補佐員によりより多くのヒドロゲル化剤候補の合成を効率的に進める。