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金属架橋カプセルの異方性機能展開

公募研究

研究領域配位アシンメトリー:非対称配位圏設計と異方集積化が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 17H05359
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

吉沢 道人  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (70372399)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード分子カプセル / 配位結合 / 異方性 / 錯体化学 / 超分子化学 / ナノ空間
研究実績の概要

本研究の目的は、我々がこれまでに開発した高い分子内包能の「多環芳香族ナノ空間」を有する金属架橋カプセルを基盤として、これと「異方性(アシンメトリー)」を組み合わせることで、新たな『 異方性ナノ空間の化学 』を創出する。具体的な研究課題として、対称性の高いナノ空間を活用して、非対称性ゲスト分子を内包することで、選択的に異方性ホスト-ゲスト錯体を作製する。また、新規な非対称性ナノ空間を配位結合を使って構築し、その空間が持つ特異物性や相互作用などを解明する。本研究領域のA03班において、他の班との共同研究により、「溶液系」と「多環芳香族骨格」と「孤立ナノ空間」を特徴とした独創的な「空間アシンメトリー」の化学の推進に貢献する。本年度は、芳香環に囲まれたナノ空間が、水中、瞬時にかつ100%の収率で、親水性で非対称性なオリゴ乳酸オリゴを内包できることを見出した。また、結晶構造解析や等温カロリメトリーでの詳細なメカニズムの検証から、内包体は多点の分子間相互作用に基づく負のエンタルピー変化により、水中で安定化することが明らかになった。さらに、両親媒性で対称性のオリゴエチレンオキシドが水中・室温で、瞬時かつ定量的に、金属架橋カプセルと結合することを見出した。結合様式は基質の長さに依存し、約3 nmまでのオリゴエチレンオキシドはカプセル内部に包み込まれ、それより長いオリゴエチレンオキシドはカプセル骨格を貫いて結合した。詳細な熱量分析から、この前例のない貫通型ナノ構造体の形成は、カプセル内面とひも状分子の多点相互作用が駆動力と判明した。水中での芳香環ナノポケットと生体関連分子の相互作用を明らかにした。新たな「多環芳香族ナノ空間」の機能を開拓した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Supramolecular Approach to the Preparation of Nanographene Adlayers Using Water-Soluble Molecular Capsules2018

    • 著者名/発表者名
      Origuchi Sakura、Kishimoto Mai、Yoshizawa Michito、Yoshimoto Soichiro
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 47 ページ: 15481-15485

    • DOI

      10.1002/anie.201809258

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cramming versus threading of long amphiphilic oligomers into a polyaromatic capsule2018

    • 著者名/発表者名
      Yamashina Masahiro、Kusaba Shunsuke、Akita Munetaka、Kikuchi Takashi、Yoshizawa Michito
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 4227-4227

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06458-w

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrophilic Oligo(lactic acid)s Captured by a Hydrophobic Polyaromatic Cavity in Water2018

    • 著者名/発表者名
      Kusaba Shunsuke、Yamashina Masahiro、Akita Munetaka、Kikuchi Takashi、Yoshizawa Michito
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 14 ページ: 3706-3710

    • DOI

      10.1002/anie.201800432

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Assembly Process of a Pd2L4 Capsule: Steric Interactions between Neighboring Components Favor the Formation of Large Intermediates2018

    • 著者名/発表者名
      Kai Shumpei、Nakagawa Masanori、Kojima Tatsuo、Li Xin、Yamashina Masahiro、Yoshizawa Michito、Hiraoka Shuichi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 16 ページ: 3965-3969

    • DOI

      10.1002/chem.201705253

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exact mass analysis of sulfur clusters upon encapsulation by a polyaromatic capsular matrix2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuno Sho、Yamashina Masahiro、Sei Yoshihisa、Akita Munetaka、Kuzume Akiyoshi、Yamamoto Kimihisa、Yoshizawa Michito
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 749-749

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00605-5

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A polyaromatic nanocapsule as a sucrose receptor in water2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamashina, Munetaka Akita, Taisuke Hasegawa, Shigehiko Hayashi, and Michito Yoshizawa*
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 3 号: 8

    • DOI

      10.1126/sciadv.1701126

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Truncated Molecular Star2017

    • 著者名/発表者名
      Prusty Soumyakanta、Yazaki Kohei、Yoshizawa Michito、Chand Dillip Kumar
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 23 号: 51 ページ: 12456-12461

    • DOI

      10.1002/chem.201702264

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Polyaromatic molecular peanuts2017

    • 著者名/発表者名
      Yazaki Kohei、Akita Munetaka、Prusty Soumyakanta、Chand Dillip Kumar、Kikuchi Takashi、Sato Hiroyasu、Yoshizawa Michito
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 15914-15914

    • DOI

      10.1038/ncomms15914

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Unusual Host Functions of Polyaromatic Coordination Capsules in Water2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshizawa
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Coordination Asymmetry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Polyaromatic Nanocapsules with Unique Host Functions2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshizawa
    • 学会等名
      4th International Symposium on Center of Excellence for Innovative Material Sciences Based on Supramolecules
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unusual Phenomena within Polyaromatic Molecular Capsules2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshizawa
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Polyaromatic Nanoflasks: from Strategic Synthesis to Host Functions2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshizawa
    • 学会等名
      Department Seminar, University of Edinburgh
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unusual Host Functions of Polyaromatic Coordination Capsules2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshizawa
    • 学会等名
      The Third Japan-UK Joint Symposium on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Polyaromatic Nanocapsules: from Strategic Synthesis to Host Functions2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshizawa
    • 学会等名
      Department Seminar, University of Cambridge
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多環芳香族ナノ空間を活用した水中での二糖認識2017

    • 著者名/発表者名
      山科雅裕・吉沢道人
    • 学会等名
      第66回 高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 多環芳香族ナノ空間のデザイン:アントラセンは便利な分子部品?2017

    • 著者名/発表者名
      吉沢道人
    • 学会等名
      第3回 「高次複合光応答」若手の会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Anthracene‐based Supramolecular Capsules: Unusual Host Capabilities in Water」2017

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshizawa
    • 学会等名
      International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anthracene-based Supramolecular Nanostructures2017

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshizawa
    • 学会等名
      10th China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超分子カプセルの分子内包能と動的挙動2017

    • 著者名/発表者名
      林 重彦・吉沢道人
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 穐田・吉沢研究室ホームページ

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/~smart/smartj.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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