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光応答性分子集合カプセルの構造・機能制御

公募研究

研究領域分子ナノシステムの創発化学
研究課題/領域番号 23111707
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
研究機関静岡大学

研究代表者

小林 健二  静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (40225503)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード超分子 / 分子認識 / 分子自己集合 / カプセル / 光応答性 / 超分子化学
研究実績の概要

分子集合カプセルの究極の機能化の1つは、薬物送達システムへの展開であり、「望みのタイミングで薬物(包接ゲスト分子)を放出させる」ことである。本研究では、水素結合性分子集合カプセルに光応答部位を付与し、光刺激によって、分子集合カプセルの解離-再形成(開閉)、および、それに連動するゲスト分子の放出-再包接の制御を目的としている。
カリックス[4]レゾルシンアレーン1は、水飽和のCDCl3中で水8分子を介して水素結合に基づく分子集合6量体カプセルを形成する。我々は、光応答部位としてデンドロン-アゾベンゼン側鎖Rを有するtrans-ホスト2, 3, 4, 5, 6を合成し、それらがゲスト包接分子集合6量体カプセルGuest@[(trans-Host)6(H2O)8]を形成すること、そして、側鎖Rの光異性化に基づくカプセル形成能とゲスト包接能の相関は側鎖Rの性質に大きく依存することを見出した。
カプセル濃度 = 1 mM, ゲストに3当量の(C6H13)4NBrを用いた場合、trans-ホスト2, 4のゲスト包接カプセルは、350 nm光照射で側鎖Rが定常状態で各々69%, 58% cis-体に異性化しても、包接率は全く低下せずカプセルの解離は起こらなかった。一方、trans-3, 5, 6のゲスト包接カプセルは、側鎖Rが定常状態で各々66%, 81%, 73% cis-体に異性化すると、包接率は各々1%, 36%, 27%に低下することがわかった。また、450 nm光照射または50度C加熱によりtrans-体に再異性化させるとカプセル再形成が起こり、包接率は初期状態に回復することがわかった。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Encapsulation-Induced Remarkable Stability of Hydrogen-Bonded Heterocapsule2013

    • 著者名/発表者名
      K. Ichihara, H. Kawai, Y. Togari, E. Kikuta, H. Kitagawa, S. Tsuzuki, K. Yoza, M. Yamanaka, K. Kobayashi
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J

      巻: 19 号: 11 ページ: 3685-3692

    • DOI

      10.1002/chem.201203937

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bis(methylthio)tetracenes : Synthesis, Crystal Packing structures, and OFET Properties2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kimoto, K.Tanaka, M.Kawahata, K.Yamaguchi, S.Otsubo, Y.Sakai, Y.Ono, A.Ohno, K.Kobayashi
    • 雑誌名

      J.Ore.Chem.

      巻: 76 号: 12 ページ: 5018-5025

    • DOI

      10.1021/jo200696a

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2,7-Diborylanthracene as a Useful Building Block for Extended π-Conjugated Aromatics2011

    • 著者名/発表者名
      R.Ozawa, K.Yoza, K.Kobayashi
    • 雑誌名

      Chem.Lett.

      巻: 40 号: 9 ページ: 941-943

    • DOI

      10.1246/cl.2011.941

    • NAID

      10029521809

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Alteration of Hybrid Supramolecular Capsule Induced by Guest Encapsulation2011

    • 著者名/発表者名
      M. Yamanaka, M. Kawaharada, Y. Nito, H. Takaya, K. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 133 号: 41 ページ: 16650-16656

    • DOI

      10.1021/ja207092c

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 分子自己集合に基づく有機機能ナノ化学2013

    • 著者名/発表者名
      小林健二
    • 学会等名
      東京工業大学資源化学研究所セミナー
    • 発表場所
      東京工業大学資源化学研究所(横浜)
    • 年月日
      2013-03-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Heteroatom-Functionalized Acenes2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kobayashi
    • 学会等名
      1st International Symposium on Creation of Functional Materials
    • 発表場所
      University of Tsukuba, Tsukuba, Japan(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Self-Assembled Cavitand-Based Capsules2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kobayashi
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Calixarenes
    • 発表場所
      The Institute of Chemical Research of Catalonia, Tarragona, Catalonia, Spain(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~skkobay/welcome.htm

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~skkobay/welcome.htm

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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