キラル超分子ゲル中の不斉場における光学異性体の分離

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26620163
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 小玉 康一 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (90509712)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 光学分割 / 超分子ゲル / 不斉識別 / 有機塩 / アミノ酸 / 有機結晶

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、キラルなカルボン酸とアキラルなアミンの塩から形成される二成分低分子ゲル化剤を利用したキラル超分子ゲルを作製すること、およびその内部のキラルな場を利用した光学異性体の分離を行い、ソフトマテリアルの分子認識材料としての新たな可能性を開拓することを目的としている。本年度はまず、ゲル化剤として機能するためにカルボン酸に必要とされる構造的要因の調査を行った。これまでに報告されている低分子ゲル化剤の多くは、水素結合性官能基と長鎖アルキル基を有しており、親水性と疎水性のバランスが重要であると考えられている。
そこで安価なキラル源として天然アミノ酸の一種であるＬ－アスパラギン酸を用い、１）剛直な芳香環の影響、２）水素結合性官能基の種類の影響、３）アルキル鎖の長さの影響、に注目して、Ｌ－アスパラギン酸から誘導される様々なキラルジカルボン酸（Ａ）を合成した。次いで、合成したＡとアキラルなジアミン（Ｂ）の塩を調製し、ゲル化剤としての性能を調査した。
その結果、芳香環の存在は塩の溶解性を低下させるが、柔軟な長鎖アルキル基を導入することがゲル化能の向上に効果的であり、アミド部位を有するＡとＢの組み合わせがトルエンや四塩化炭素をゲル化できることがわかった。
得られた四塩化炭素ゲルを乾燥させて得られたキセロゲルの赤外分光測定から、アミド部位が水素結合を形成しており、この自己集合がゲル化に重要な役割を果たしていることがわかった。また、XRD測定からはゲル化剤が層状のネットワーク構造を形成していることが示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の予定よりも合成に成功した化合物の種類が少ないため、いくつかのキラルカルボン酸とアミンの組み合わせを検討したが、現在までに見出したゲル化剤の数は限られており、その性能もまだ満足できるものではない。

Strategy for Future Research Activity

平成２６年度に得られた結果を踏まえ、さらに高性能なゲル化剤の探索を続ける。今年度は合成が容易な誘導体も利用し、より幅広く検討を進める。それと同時に、昨年度に得られたキラル超分子ゲルのキャラクタリゼーションを進め、その微細構造やキラル環境について調査する。その後、キラル超分子ゲルを利用した光学異性体の分離実験を試みる。

Causes of Carryover

平成２６年度は研究の進捗が予定よりやや遅れており、それに応じて予定していた設備備品や消耗品の購入を中止した。具体的には、熱物性測定に必要なアルミパンや光学純度測定に必要な光学異性体分離用のキラルカラムの購入を見送った。そのため、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成２７年度は、継続してゲル化剤の探索を行うため、各種有機合成に必要な試薬、反応溶媒、ガラス器具などを購入する。また、前年度に購入を見送った熱物性測定用の消耗品も購入する。さらに、研究成果発表のための旅費を支出する予定である。