高分子銅錯体のコンフォメーションに基づく触媒活性制御と創薬への展開

• 研究課題/領域番号: 23K04867
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分35020:高分子材料関連
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 大澤 重仁 東京女子医科大学, 医学部, 特任助教 (30780663)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 配位子 / フェントン様反応 / (meth)acrylate / (meth)acrylamide / 配位子設計 / 抗菌剤 / 抗がん剤

研究開始時の研究の概要

高分子銅錯体の局所濃縮触媒反応場について理解するため、高分子一本中に含まれる銅錯体の数や、親水/疎水性バランスに基づく高分子の広がり制御により、見かけ上高分子中での銅錯体濃度が異なる反応場を構築する。これらの過酸化水素分解に対する触媒活性とヒドロキシラジカル産生能を比較評価し、高分子の様態と触媒活性の関係について理解を深める。また、過酸化水素の発生量が多いがん細胞や菌に対して毒性を示すが、正常細胞に対しては毒性を示さない高分子の選定を行い、高分子銅錯体を基盤とした抗菌剤や抗がん剤開発への展望を広げる。

研究実績の概要

高分子銅錯体の合成に用いる新規モノマーの開発を行った。銅を配位することが可能なアミン基やピリジル基を持つ様々な試薬に対して、アクリル酸クロリド、またはメタクリル酸クロリドを反応させることで、アミン基やピリジル基の構造を有する各種メタクリレートモノマー、アクリレートモノマー、アクリルアミドモノマー、メタクリルアミドモノマーを合成した。シリカを充填したオープンカラムを用いることで、これらのモノマーを精製することができ、1H-NMRにより、狙い通りのモノマー構造が回収できていることを確認した。
現在、これら新規モノマーを重合することで、高分子銅錯体を形成する材料となる配位子高分子の合成を検討している段階である。これらモノマーを、熱開始剤であるアゾビスイソブチロニトリルと共に溶媒に溶かして60°に熱する、また光開始剤であるIrgacure2959と共に溶媒に溶かしてUVを照射することで、反応溶媒中に徐々に析出してくる沈殿物が見受けられた。これはフリーラジカル重合によってモノマーがポリマーとなり、溶解性が低下したためであると考えられる。続いて、より分子量分布が制御されたポリマーを得るために、連鎖移動(RAFT)剤を加えて重合反応を行うと、どのモノマーに対しても重合がほとんどに進まなかった。これらモノマーの重合反応を円滑に進めるため、今後は、開始剤の種類と量、RAFT剤の種類と量、モノマー濃度、そして溶媒の種類などの詳細な検討が必要である。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

今年度は、合成した化合物の分析や評価を行う機器の利用環境がうまく確保できなかったため。次年度は研究実施場所が変わるため、また状況が変化し、改善されると考えられる。

今後の研究の推進方策

現在、新規で得られたモノマー群の重合反応に苦戦している。よって、あらかじめ調製された高分子に対して、側鎖構造を配位子構造に変換する反応も活用し、迅速に新規高分子銅錯体を得ることも考える。