2014 Fiscal Year Research-status Report
縮環マロナミドの配座キラリティー制御に基づく次元制御型キラル集合体の構築と応用
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26620035
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
河合 英敏 東京理科大学, 理学部, 准教授 (50322798)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 水素結合 / アミド / キラル / 多孔性結晶 / ナノチューブ / 配座キラリティー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２つの第１級アミド基を有する縮環マロナミドは、1分子あたり8本の水素結合形成により強固な2次元シート構造を形成することを明らかにしてきている。本研究では、キラル骨格を有する縮環マロナミド誘導体を設計・合成し、その分子間多重水素結合により次元制御されたキラル構造体を構築すること、ならびに、形成される集合体の応用性を開拓することを目的としている。
平成26年度は、以下の３つのテーマにそった研究を実施した。
①先に明らかにしてきたナノチューブ構造を形成するトリプチセン縮環マロナミドをもとに、キラルなトリプチセン骨格を有する誘導体や様々な位置へ置換基導入が可能な誘導体を設計しその合成を行った。今後、その集合体構造を明らかにするとともに置換基の違いに基づく集合特性への影響を調査していく予定である。
②キラルな縮環構造を有する縮環マロナミドとして3種の環構造を合成し、それぞれ置換基の異なる誘導体として計7種の誘導体を合成した。このうちビナフチル骨格を有する誘導体では、キラル体の単結晶構造において、親水的な空孔および疎水的な空孔に2種のゲスト分子が内包されていることを明らかにした。今後、それぞれの誘導体においてアミド基の配座キラリティーがどの程度誘起され、それが集合構造にどのような影響を与えているか調査する予定である。
③縮環マロナミド体に様々な機能性ユニット導入を可能にするため、1,2-ジオール置換体からアセタール形成を通してユニット導入が可能な汎用性縮環マロナミドを合成することに成功し、目的通り8本の水素結合からなる2次元シート構造が形成されることを確かめることができた。今後、様々なπ骨格を導入し、その2次元的な配列制御を検討する予定である。
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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
目的とするキラルな縮環構造をもつ誘導体並びに置換基導入が可能な母体ユニットを複数合成することに成功しており、今後、様々な誘導体を簡便に用意することが可能と考えている。さらにその中からゲスト包接が可能な空孔をもつ結晶構造が明らかとなり、この空港を利用した応用に道が拓かれてきたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
各種誘導体を準備するとともに、固相中、溶液中での集合様式を明らかにしていきたい。この際、縮環部のキラリティーによりマロナミド部の配座キラリティーがどの程度誘起されているか、調査していくことが必要である。固相中ではX線構造解析により配座キラリティーを明らかにできるものの、溶液中ではその検出法を探索する必要がある。また、次元性の低いファイバー状の構造体や溶液中での集合様式を明らかにするため、粉末X線構造解析など多様な測定が必要になると考えている。また、得られたキラルな配列や空孔を利用した触媒機能の探索や2次元成膜などの応用性も検討していきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
消耗品（試薬）購入を計画していたが、残額を越えることから購入に至らず、繰り越すこととなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度は、様々なユニットを導入した誘導体を合成する予定であり、薬品購入を主とした使用計画を立てている。また、得られた研究成果を学会で発表するための旅費支出も予定している。
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