分子表面の精密デザインに基づく人工系における自己組織化制御
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number | 25102005 |
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
平岡 秀一 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (10322538)
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| Project Fiscal Year |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Project Status |
Granted(Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥91,390,000 (Direct Cost : ¥70,300,000、Indirect Cost : ¥21,090,000)
Fiscal Year 2016 : ¥7,540,000 (Direct Cost : ¥5,800,000、Indirect Cost : ¥1,740,000)
Fiscal Year 2015 : ¥7,540,000 (Direct Cost : ¥5,800,000、Indirect Cost : ¥1,740,000)
Fiscal Year 2014 : ¥25,870,000 (Direct Cost : ¥19,900,000、Indirect Cost : ¥5,970,000)
Fiscal Year 2013 : ¥50,440,000 (Direct Cost : ¥38,800,000、Indirect Cost : ¥11,640,000)
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| Keywords | 超分子化学 / 分子間相互作用 / 自己組織化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，ナノキューブの構成要素となる歯車状両親媒性分子の新規合成法の開発を実施した．勘弁，安価に合成可能なヘキサブロモ置換されたC6対称性のヘキサフェニルベンゼン誘導体をトリリチオ化することで，交互置換されたC3対称性のヘキサフェニルベンゼン誘導体が熱力学的安定種として生成することを見い出した．さらに，ペンタブロモ化されたヘキサフェニルベンゼン誘導体に対して同様のトリリチオ化を行うと，C2v対称性のヘキサフェニルベンゼン誘導体を合成できることも明らかとなった．
分子の噛み合いを半定量的に解析する手法を開発した．van der Waals力は距離の6乗に反比例する引力が働くため、近接する接触面が多いほど，分子の噛み合いが高く，集合体は安定すると考えられる．コンピューター上で表面解析を行う手法であるConnollyの手法を利用し，プローブ球の大きさを変化させ，それぞれで得られる分子表面の差から接触面積の面間距離分布を求める新手法(Surface Analysis with Varying Prove Radius : SAVPR)を開発した．これを2種類の歯車状両親媒性分子に適用したところ，メチル置換されたナノキューブは水素置換されたナノキューブに比べ，面間距離以下の接触面積が多いことが明らかとなり，安定性の高いナノキューブは構成要素となる歯車状分子がより密に噛み合っていることが明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は，ナノキューブの構成要素となる歯車状両親媒性分子の新規合成法の開発を実施した．歯車状両親媒性分子は交互に置換基が導入されたヘキサフェニルベンゼン誘導体である．これまで交互置換されたヘキサフェニルベンゼン誘導体は置換アルキンの三量化により生成する2種類の置換異性体を分離するという非効率的な手法のみによって合成されてきた．本研究では，勘弁，安価に合成可能なヘキサブロモ置換されたC6対称性のヘキサフェニルベンゼン誘導体をトリリチオ化することで，交互置換されたC3対称性のヘキサフェニルベンゼン誘導体が熱力学的安定種として生成することを見い出した．さらに，ペンタブロモ化されたヘキサフェニルベンゼン誘導体に対して同様のトリリチオ化を行うと，C2v対称性のヘキサフェニルベンゼン誘導体を合成できることも明らかとなった．
先行研究において，ナノキューブの安定性はヘキサフェニルベンゼンに導入する置換基により大きく影響されることが明らかとなっている．この安定性の違いは分子の噛み合いの違いによると考えられる．そこで，分子の噛み合いを半定量的に解析する手法を開発した．コンピューター上で表面解析を行う手法としてConnollyの手法がある．本研究ではこの解析手法を利用し，プローブ球の大きさを変化させ，それぞれで得られる分子表面の差から接触面積の面間距離分布を求める新手法(Surface Analysis with Varying Prove Radius: SAVPR)を開発した．これを2種類の歯車状両親媒性分子に適用したところ，メチル置換されたナノキューブは水素置換されたナノキューブに比べ，面間距離以下の接触面積が多いことが明らかとなり，安定性の高いナノキューブは構成要素となる歯車状分子がより密に噛み合っていることが明らかとなった．
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Report
(1results)
Research Output
(11results)
