2022 Fiscal Year Annual Research Report
分子長の伸縮によりゲストの保持・放出を制御できる動的カプセル分子の設計と合成
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20K21206
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
秋根 茂久 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (30323265)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 分子カプセル / かご型分子 / 動的構造変換 / 包接化合物 / 応答性分子 / 分子認識 / 環状化合物 / 動的共有結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
かご型分子は、その内部空間をゲストの保存のための場として利用できる可能性があることから、近年注目され、盛んに研究が行われてきた。しかしながら、従来の多くのホストの場合、取り込んだゲストを完全に保持することはできなかった。これは、ゲストがホストの空孔に到達できるかどうかが、ゲストとかご型分子の開口部の大きさの相対的な大小関係によって決まっており、空孔内部に入り得るゲストは、空孔内部から出ていくことも同様に可能であるためである。したがって、物質を内部に保持するためには、取り込んだあとに空孔の開口部を狭くできるような設計が必要である。本研究では、空孔開口部の大きさを自在に変化させるための方法として金属配位により駆動される構造変換を活用し、これによってゲストの取り込み、保持、放出を制御できるようなかご型ホスト分子の開発を目指す。
本年度は、かご型分子の構成要素となるお椀型分子として、カリックス[4]アレーン誘導体に加えてシクロトリベラトリレンなど様々な骨格をもつかご型分子の合成について検討した。シクロトリベラトリレン誘導体には、動的共有結合形成によるかご型構造構築のための官能基としてサリチルアルデヒド部位を３つ導入した。この化合物と各種ジアミンの反応によりかご型構造の構築を試みたところ、エチレンジアミンとの反応の場合に目的とした二量体型のかご型構造が生成することが明らかとなった。また、計算化学的な検討により、このかご型化合物は金属との錯形成によって分子長を変化させることができる動的カプセル分子として機能することが示された。
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