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2010 Fiscal Year Annual Research Report

相補的塩橋形成を利用した動的トポロジカル空間の創製と応用

Publicly Offered Research

Project AreaEmergent Chemistry of Nano-scale Molecular System
Project/Area Number 21111508
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

古荘 義雄  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00281270)

Keywords多重らせん / トポロジー / 相補的な塩橋 / 動的空間 / アミジン
Research Abstract

相補的な塩橋を用いた「動的な」シリンダー型多重らせんやインターロック化合物などのトポロジカル超分子を構築するための一般性の高い手法の確立、さらに、トポロジカルキラリティーの制御とその実現、構造と物性との相関の解明、環境の変化に動的に応答しうる機能の創発を目指している。
平成21年度に引き続き、アミジンとカルボン酸からなる相補的な塩橋ユニットを用いた二重らせん高分子・超分子の合成研究を推進した。まず、キラルなアミジンとアキラルなアミジンの共重合体をアキラルなカルボン酸のホモポリマーと有機溶媒中で混合すると、相補的な塩橋を介して二重らせんポリマーを形成した。二重らせんポリマーの円二色性(CD)スペクトルを測定したところ、アキラルアミジンユニットの吸収部位に明確な誘起CDが観測された。このことから、この二重らせんポリマーは「硬い」構造を有しており、キラルユニットからアキラルユニットヘ不斉伝播が効率よく起こっていることが明らかになった。一方、人工的に二重らせん構造を構築する研究の過程で、オリゴフェノールとNaBH_4を反応させることにより両末端がスピロボレートで架橋され、中心にNa^+イオンを取り込んだ二重らせん型錯体が得られることを見いだした。この二重らせんの溶液にクリプタンドを加えると、らせん内部のNa^+イオンが取り出され、長さが二倍以上に伸長した二重らせん構造をとることが明らかになった。そこにNaPF_6を加えると定量的にもとの二重らせんに縮んで戻った。光学分割した二重らせんを用いた実験から、この伸縮運動は一方向捻りを伴ったものであることが分かった。

  • Research Products

    (40 results)

All 2011 2010

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (33 results)

  • [Journal Article] Synthesis and function of double-stranded helical polymers and oligomers.2011

    • Author(s)
      Y.Furusho, et al.
    • Journal Title

      Macromol.Rapid Commun.

      Volume: 32 Pages: 136-146

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ion-triggered spring-like motion of a double helicate accompanied by anisotropic twisting.2010

    • Author(s)
      Y.Furusho, et al.
    • Journal Title

      Nature Chem.

      Volume: 2 Pages: 444-449

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Successive catalytic reactions specific to pd-based rotaxane complexes as a result of wheel translation along the axle.2010

    • Author(s)
      Y.Furusho, et al.
    • Journal Title

      Chem.Commun.

      Volume: 46 Pages: 1920-1922

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Amidinium carboxylate salt bridges as a recognition motif for mechanically interlocked molecules : Synthesis of an optically active [2]catenane and control of its structure.2010

    • Author(s)
      Y.Furusho, et al.
    • Journal Title

      Angew.Chem., Int.Ed.

      Volume: 49 Pages: 1920-1922

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Axle length effect on photoinduced electron transfer in triad rotaxane with porphyrin, [60]fullerene, and triphenylamine.2010

    • Author(s)
      Y.Furusho, et al.
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.A

      Volume: 114 Pages: 5242-5250

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A hetero-stranded double helix composed of m-diethynylbenzene-based complementary molecular strands stabilized by amidinium-carboxylate salt bridges.2010

    • Author(s)
      Y.Furusho, et al.
    • Journal Title

      Chem.Commun.

      Volume: 46 Pages: 8962-8964

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complementary double helix formation through template synthesis.2010

    • Author(s)
      Y.Furusho, et al.
    • Journal Title

      Chem.Commun.

      Volume: 46 Pages: 3487-3489

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アミジニウム-カルボキシレート塩橋により安定化されたm-ジエチニルベンゼン骨格をもつ相補的な分子鎖からなるヘテロ二重らせんの設計と合成2011

    • Author(s)
      山田英和・呉宗全・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      (要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] 相補的二重らせん型超分子ポリマーの形成を利用した刺激応答性ゲルの合成と不斉増幅挙動2011

    • Author(s)
      坂野元紀・呉宗全・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      (要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] m-ターフェニル骨格を有するカルボン酸二量体の二重らせん形成とキラルアミンによる不斉誘起2011

    • Author(s)
      牧口航・小林晋三・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      (要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] 人工二重らせんの合成と機能2011

    • Author(s)
      古荘義雄
    • Organizer
      近畿大学分子工学研究所セミナー
    • Place of Presentation
      近畿大学分子工学研究所、福岡県(招待講演)
    • Year and Date
      2011-01-18
  • [Presentation] Synthesis and Functions of Artificial Double Helical Molecules Based on Supramolecular Approach.2010

    • Author(s)
      Y.Furusho, E.Yashima
    • Organizer
      Pacifichem2010
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA(Invited)
    • Year and Date
      20101215-20101220
  • [Presentation] Synthesis of Optically-Active Catenanes Utilizing Amidinium-Carboxylate Salt Bridge Formation and Control of Their Catenane Structure2010

    • Author(s)
      Y.Nakatani, Y.Furusho, E.Yashima
    • Organizer
      Pacifichem2010
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      20101215-20101220
  • [Presentation] 微小な空孔に閉じ込められた2つのNaカチオンを持つホウ素ヘリケートの構造と光学分割2010

    • Author(s)
      浅井良・三輪和弘・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第4回物質科学フロンティアセミナー
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知県
    • Year and Date
      20101119-20101120
  • [Presentation] 相補的なアミジニウム-カルボキシレート塩橋を利用した新規キラル[2]カテナンの合成とその構造制御2010

    • Author(s)
      中谷裕次・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第4回物質科学フロンティアセミナー
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知県
    • Year and Date
      20101119-20101120
  • [Presentation] m-ターフェニル誘導体を単位構造とする共役高分子への不斉誘起及び塩橋形成を介した二重らせん形成における不斉増幅2010

    • Author(s)
      牧口航・小林晋三・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第41回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Place of Presentation
      豊橋技術科学大学,愛知県
    • Year and Date
      20101106-20101107
  • [Presentation] アミジンとカルボン酸の塩橋形成を利用した[1+1]マクロサイクルの合成とその構造制御2010

    • Author(s)
      中谷裕次・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第41回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Place of Presentation
      豊橋技術科学大学,愛知県
    • Year and Date
      20101106-20101107
  • [Presentation] Synthesis and Functions of Synthetic Double Helical Molecules Based on Supramolecular Approach.2010

    • Author(s)
      Y.Furusho
    • Organizer
      4th NU-UM Joint Symposium
    • Place of Presentation
      Ann Arbor, USA(Invited)
    • Year and Date
      20100927-20100928
  • [Presentation] アミジニウム-カルボキシレート塩橋形成を利用したキラルカテナンの合成および構造制御2010

    • Author(s)
      中谷裕次・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第59回高分子討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学高等教育機能開発総合センター,北海道
    • Year and Date
      20100915-20100917
  • [Presentation] m-ターフェニル構造を主鎖にもつ共役高分子への不斉誘起及び塩橋形成を利用した二重らせん形成における不斉増幅2010

    • Author(s)
      牧口航・小林晋三・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第59回高分子討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学高等教育機能開発総合センター,北海道
    • Year and Date
      20100915-20100917
  • [Presentation] 環状ホウ酸エステルにより架橋された新規二重らせん分子の構築2010

    • Author(s)
      野田竜太・大村賢司・飯田拡基・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第21回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知県
    • Year and Date
      20100909-20100911
  • [Presentation] 微小な空孔に閉じ込められた2つのNaカチオンを持つホウ素ヘリケートの合成と光学分割2010

    • Author(s)
      浅井良・三輪和弘・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第21回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知県
    • Year and Date
      20100909-20100911
  • [Presentation] m-ターフェニル構造を主鎖にもつ共役高分子への不斉誘起及び塩橋形成を利用した相補的な二重らせん形成における不斉増幅挙動2010

    • Author(s)
      牧口航・小林晋三・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第21回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知県
    • Year and Date
      20100909-20100911
  • [Presentation] アミジニウム-カルボキシレート塩橋形成を用いた新規キラル[2]カテナンの設計と合成およびその構造制御2010

    • Author(s)
      中谷裕次・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第21回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知県
    • Year and Date
      20100909-20100911
  • [Presentation] 動的なトポロジカル構造の制御と機能創発2010

    • Author(s)
      古荘義雄
    • Organizer
      分子ナノシステムの創発化学第2回全体会議
    • Place of Presentation
      河口湖富士ビューホテル,山梨県(招待講演)
    • Year and Date
      20100820-20100821
  • [Presentation] Chirality Induction on a m-Terphenyl-Based Conjugated Polymer Bearing Carboxylic Groups.2010

    • Author(s)
      S.Kobayashi, Y.Furusho, E.Yashima
    • Organizer
      22nd International Symposium on Chirality (Chirality 2010, ISCD-22)
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20100712-20100715
  • [Presentation] Optically Active Complementary Double Helix Formation through Template Synthesis.2010

    • Author(s)
      H.Yamada, H.Ito, Y.Furusho, E.Yashima
    • Organizer
      22nd International Symposium on Chirality (Chirality 2010, ISCD-22)
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20100712-20100715
  • [Presentation] Synthesis and Optical Resolution of The Boron Helicate Consisting of Oligophenol Strands Bearing Bipyridine Units.2010

    • Author(s)
      R.Asai, K.Miwa, Y.Furusho, E.Yashima
    • Organizer
      22nd International Symposium on Chirality (Chirality 2010, ISCD-22)
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20100712-20100715
  • [Presentation] Chiral Amplification in Complementary Double Helical Polymers2010

    • Author(s)
      W.Makiguchi, S.Kobayashi, Y.Furusho, E.Yashima
    • Organizer
      22nd International Symposium on Chirality (Chirality 2010, ISCD-22)
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20100712-20100715
  • [Presentation] Optically Active Complementary Double Helix Formation by Template Synthesis.2010

    • Author(s)
      H.Yamada, H.Ito, Y.Furusho, E.Yashima
    • Organizer
      Molecular Chirality 2010
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20100711-20100712
  • [Presentation] Ion-Triggered Reversible Extension-Contraction Motion of Spiroborate-Based Double Helicates Accompanied by Anisotropic Twisting.2010

    • Author(s)
      Y.Furusho, K.Miwa, E.Yashima
    • Organizer
      6th Host-Guest Symposium
    • Place of Presentation
      Osaka, Japan
    • Year and Date
      20100611-20100612
  • [Presentation] Template Effects on the Formation of a Complementary Double Helix.2010

    • Author(s)
      H.Yamada, H.Ito, Y.Furusho, E.Yashima
    • Organizer
      5th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry
    • Place of Presentation
      Nara, Japan
    • Year and Date
      20100606-20100610
  • [Presentation] Design and Synthesis of [2]Catenanes Utilizing Amidinium-Carboxylate Salt Bridge Formation and Acid/Base Control of Their Catenane Structure.2010

    • Author(s)
      Y.Furusho, Y.Nakatani, E.Yashima
    • Organizer
      5th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry
    • Place of Presentation
      Nara, Japan
    • Year and Date
      20100606-20100610
  • [Presentation] Control of Extension/Contraction Motion of Boron Helicates Consisting of Oligophenol Strands.2010

    • Author(s)
      K.Miwa, Y.Furusho, E.Yashima
    • Organizer
      5th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry
    • Place of Presentation
      Nara, Japan
    • Year and Date
      20100606-20100610
  • [Presentation] アミジニウム-カルボキシレート塩橋形成を利用したカテナンの設計と合成および酸塩基による構造制御2010

    • Author(s)
      中谷裕次・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第59回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,神奈川県
    • Year and Date
      20100526-20100528
  • [Presentation] 相補的二重らせん構造の形成を介した人工複製2010

    • Author(s)
      山田英和・伊藤宏・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第59回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,神奈川県
    • Year and Date
      20100526-20100528
  • [Presentation] カルボキシル基を有するm-ターフェニル誘導体を単位構造とする共役高分子への不斉誘起2010

    • Author(s)
      小林晋三・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第59回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,神奈川県
    • Year and Date
      20100526-20100528
  • [Presentation] オリゴフェノール鎖からなる二重らせん型ホウ素錯体の伸縮制御2010

    • Author(s)
      三輪和弘・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第59回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,神奈川県
    • Year and Date
      20100526-20100528
  • [Presentation] 多重らせん構造をベースとするナノ構造体の構築と機能2010

    • Author(s)
      古荘義雄
    • Organizer
      ナノ学会第8回大会
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター、愛知県(招待講演)
    • Year and Date
      20100513-20100515
  • [Presentation] Structural Transformation of Double-Stranded Boron Hehcates Consisting of Oligophenol Strands.2010

    • Author(s)
      三輪和弘・古荘義雄・八島栄次
    • Organizer
      第3回グローバルCOE化学成果報告会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知県
    • Year and Date
      2010-06-16

URL: 

Published: 2012-07-19  

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