修飾シクロデキストリン及びキュカービチュリル類縁体を用いた超分子不斉光化学反応

• 研究課題/領域番号: 06J08918
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 福原 学 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: ポリマー科学 / カーボンナノチューブ / 基底状態相互作用 / ケモセンサー / キラリティー / 超分子化学 / 光不斉化学 / エントロピー制御 / シクロデキストリン / 分子クリップ

研究概要

申請者はこれまでキラルなホスト分子として、光増感剤修飾シクロデキストリンやキュカービチュリル類縁体ならびにキラル分子クリップを合成し、これらの基底状態でのキロプティカル特性を調べるとともに励起状態での光不斉反応を報告してきた。今年度は学振PDとして、従来の分子認識に関する知識と経験を活かせ、なおかつ新しい分野にも挑戦できる環境としてマサチューセッツ工科大学(MIT)のSwager研に留学し、高感度センサー開発のために水素結合供与体であるチオウレア骨格を有するポリチオフェン誘導体を合成した。このポリマーのTHF溶液にカーボンナノチューブ(CNT)を添加した後に、超音波攪拌を数時間行い均一な溶液とした。得られた混合溶液をガラス基盤上に塗布し、スピンコーティング法により得られた薄膜材料による種々の爆発物(2,4-ジニトロトルエン、ニトロベンゼン、2,4-ジニトロベンゼン)ならびに毒性の高い揮発性薬品(アルデヒド類、ケトン類、MeOH、THF)の電流応答性を検討した結果、水素結合受容体の化学蒸気に対して高い選択性を示した。また、チオウレア部を持たない制御ポリマーを合成し、ドロップキャスティング法により得た混合フィルムで、同様の揮発性薬品の電流応答を比較検討した結果、確かにポリマー主鎖上のチオウレア部がCNT表面での蒸気認識においても大きな役割を果たしていることが明らかとなった。これらの結果はMacromolecules(ACS)に投稿準備中である。

研究成果

• [雑誌論文] Pressure and Temperature Controlled Enantiodifferentiating [4+4] Photocyclodimerization of 2-Anthracenecarboxylate Mediated by Secondary Face-and/or Skeleton-Modified γ-Cyclodextrins (2006)
  • 著者名/発表者名: Yang, C., Nakamura, A., Fukuhara, G., Origane, Y., Mori, T., Wada, T., Inoue, Y.
  • 雑誌名: Journal of Organic Chemistry 71(8) ページ: 3126-3136
• [雑誌論文] The First Supramolecular Photosensitization of Enantiodifferentiating Bimolecular Reaction : anti-Markovnikov Photoaddition of Methanol to 1,1-Diphenylpropene Sensitized by Modified β-Cyclodextrin (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara, G., Mori, T., Wada, T., Inoue, Y.
  • 雑誌名: Chemical Communications (16) ページ: 1712-1714
• [雑誌論文] Entropy-controlled Supramolecular Photochirogenesis : Enantiodifferentiating Z-E Photoisomerization of Cyclooctene Included and Sensitized by Permethylated 6-O-Modified β-Cyclodextrins (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara, G., Mori, T., Wada, T., Inoue, Y.
  • 雑誌名: Journal of Organic Chemistry 71(21) ページ: 8233-8243
• [雑誌論文] Enhanced Ternary 1 : 2 Host-Guest Complexation of Amino-γ-cyclodextrins with 2-Anthracenecarboxylic Acid
  • 著者名/発表者名: Yang, C., Fukuhara, G., Nakamura, A., Origane, Y., Mori, T., Wada, T., Inoue, Y.
  • 雑誌名: Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry (In press)
• [雑誌論文] Inherently Chiral Molecular Clips : Synthesis, Chiroptical Properties, and Application to Chiral Discrimination
  • 著者名/発表者名: Fukuhara, G., Madenci, S., Polkowska, J., Baskowski, F., Klarner, F.-G., Origane, Y., Kaneda, M, Mori, T., Wada, T., Inoue, Y.
  • 雑誌名: Chemistry-A European Journal (In press)