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蛍光性キラルセンサーの設計と評価:単一分子システムから組織化アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 13650911
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 合成化学
研究機関埼玉大学

研究代表者

久保 由治  埼玉大学, 工学部, 助教授 (80186444)

研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2002年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2001年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード蛍光センサー / イソチオウロニウム基 / アニオン認識 / 組織分子膜 / 不斉 / 不斉記憶 / ポルフィリン / クラウンエーテル / アニオンセンシング / 1,1'-ビナフタレン
研究概要

精緻な形状を的確に認識・情報発信できる合成試薬、すなわち光学センサーの合成は、分子認識化学分野において魅力ある研究課題のひとつである。とりわけ、キラルセンシングは医薬・製薬を含む様々な用途への適用が可能となる。当該研究課題において、われわれは、アニオン認識に基づいて分子システムを展開させる戦略を考えた。あるハロゲン化アルキルからアルカンチオールへ変換する際の鍵中間体として生成するイソチオウロニウム類は比較的安定に存在でき、かつ天然のアミノ酸であるアルギニン残基のグアニジン基と類似構造をもちカルボン酸イオンやリン酸イオンのようなオキソアニオン類と強い親和性を持つ。申請者らはこれをセンサー分子に組み込む設計を考え、具体的に、そのイソチオウロニウム基の電子欠損性を分子内で適当な蛍光団と組み合わせることで、その蛍光特性を、光誘起電子移動(PET)過程を通じて効果的に制御できることを発見し、その性質を有機アニオン種の蛍光センシングに適用できることを示した。平成14年度は、キラルセンシング可能な単一分子システムへの拡張を検討するとともに組織化アプローチを試み、その結果、後者において、長鎖アルキル基を導入した関連両親媒性化合物を合成したところ、それらを組織分子膜とすることにより気-水界面に認識部位を固定できた。気-水界面での水素結合は、バルク中よりも効果的に作用するので、界面は水素結合による分子認識にとって有利な場を提供する。一方、アキラルな分子に不斉情報を伝達・記憶させて任意に不斉場を構築するという新しい不斉分子システムの研究もおこなった。その具体的取り込みとして、20-クラウン-6誘導型1,1'-ビフェニルスペーサーを有する亜鉛(II)ポルフィリンダイマーを合成し、その両亜鉛(II)ポルフィリン部位に対してダイトピックに配位可能な不斉誘起剤とクラウンエーテル部位に配位可能な金属イオンをうまく組み合わせてアロステリー制御を試みた結果、不斉情報をアキラルな亜鉛(II)ポルフィリンダイマー誘導体に伝達し、そして記憶することができた。目下、この方法論を用いて動的不斉認識を発現させ、その現象を読み出すことを検討している。さらに、高い配座柔軟性を有する大環状クラウンエーテル誘導体も合成しその機能性も調べている。その誘導体のひとつが、カチオンとアニオンとの協同的相互作用を経て、その大環状クラウンエーテル部位が不斉配座をとることがわかった。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] 入保 由治: "ホスト・ゲスト相互作用に基づく光機能性分子システムの新展開"オレオサイエンス. 1. 617-625 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kubo, T.Ohno, J.Yamanaka, S.Tokita, T.Iida, Y.Ishimaru: "Chirality-Transfer Control Using a Heterotopic Zinc(II) Porphyrin Dimer"Journal of the American Chemical Society. 123. 12700-12701 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tozawa, S.Tokita, Y.Kubo: "An Allosteric Crown Ether-Induced Activity Control for the Cleavage of a Phophodiesrter Bond"Tetrahedron Letters. 43. 3455-3457 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kubo, S.Ishihara, M.Tsukahara, S.Tokita: "Isothiouronium-Derived Simple Fluorescent Chermosensors of Anions"Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2. 1455-1460 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tozawa, T.Tachikawa, S.Tokita, Y.Kubo: "Chirality Induction in a Dibenzo-30-Crown-10 Congener Promoted by an Ion-Pair Coordinated Self-Assembly"New Journal of Chemistry. 27. 221-223 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kubo: "New Development of Photo-Functional Molecular Systems Based on Host-Guest Interaction"Oleoscience. 1. 617-625 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kubo, T. Ohno, J. Yamanaka, S. Tokita, T. lida, and Y. Ishimaru: "Chirality-Transfer Control Using a Heterotopic Zinc(II) Porphyrin Dimer"Journal of the American Chemical Society. 123. 12700-12701 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Tozawa, S. Tokita, and Y. Kubo: "An Allosteric Crown Ether-Induced Activity Control for the Cleavage of a Phosphodiester Bond"Tetrahedron Letters. 43. 3455-3457 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kubo, S. Ishihara, M. Tsukahara, and S. Tokita: "Isothiouronium-Derived Simple Fluorescent Chemosensors of Anions"Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions. 2. 1455-1460 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Tozawa, T. Tachikawa, S. Tokita, and Y. Kubo: "Chirality Induction in a Dibenzo-30-Crown-10 Congener Promoted by an Ion-Pair Coordinated Self-Assembly"New Journal of Chemistry. 27. 221-223 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kubo, S.Ishihara, M.Tsukahara, S.Tokita: "Isothiouronium-derived simple fluorescent chemosensors of anions"Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2. 1445-1460 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tozawa, T.Tachikawa, S.Tokita, Y.Kubo: "Chirality induction in a dibenzo-30-crown-10 congener promoted by an ion-pair coordinated self-assembly"New Journal of Chemistry. 27. 221-223 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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