光駆動の分子機械を創成するための基盤研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究領域: フォトクロミズムの攻究とメカニカル機能の創出
• 研究課題/領域番号: 19050013
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 北海道大学 (2008-2010); 独立行政法人産業技術総合研究所 (2007)
• 研究代表者: 玉置 信之 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00344218)
• 研究分担者: 秋山 陽久 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 研究員 (80356352)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: 分子機械 / 分子モーター / 光スイッチ / 自己組織化 / 高分子合成

研究概要

合成分子系とモータータンパク系の分子機械について光駆動または制御の仕組みを導入することを試みた。合成分子系では、光異性化反応を示すアゾベンゼンと芳香環からなるローター部位をスペーサーを介して環状に結合した化合物を合成し、スペーサー長及びローター部の嵩高さを調整することで、分子内回転運動を完全に光ON-OFF 制御する分子を実現した。モータータンパク系では、キネシン/微小管系を用い、基板表面や阻害剤やATP分子内にアゾベンゼン部位を導入する手法で運動の速度を可逆的に光制御できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Induction of Molecular by Circularly Polarized Light in Cyclic Azobenzene with a Photoswitchable Benzene Rotor (2011)
  • 著者名/発表者名: P.K.Hashim, Reji Thomas, Nobuyuki Tamaoki
  • 雑誌名: Chem.-Eur.J ページ: DOI:10.1002/chem.201003526
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chirality Transfer from Chiral Solvents and its Memory in Azobenzene Derivatives Exhibiting Photo-switchable Racemization (2011)
  • 著者名/発表者名: Reji Thomas, Nobuyuki Tamaoki
  • 雑誌名: Org.Biomol.Chem. ページ: DOI:10.1039/C1OB05453G
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible photo-regulation of the properties of liquid crystals doped with photochromic compounds (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Tamaoki, Takashi Kamei
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology C : Photochemistry Reviews 11 ページ: 47-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of Silver(I) Complex Prepared from Azobenzenonaphthalenophane (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshimi Oka, Nobuyuki Tamaoki
  • 雑誌名: Photochemical Coordination Change of Silver(I) and Silver(I)-Induced Acceleration of Z-E Thermal Isomerization of Azobenzene Unit, Inorganic Chemistry Communications 49 ページ: 4765-4767
  • 査読あり
• [雑誌論文] 面不斉型光応答性キラル添加剤 (2010)
  • 著者名/発表者名: 玉置信之
  • 雑誌名: 液晶 14 ページ: 32-38
• [雑誌論文] A Light-Controlled Molecular Brake with Complete ON-OFF Rotation (2010)
  • 著者名/発表者名: Meethale C.Basheer, Yoshimi Oka, Manoj Mathews, Nobuyuki Tamaoki
  • 雑誌名: Chemistry-A European Journal 16 ページ: 3489-3496
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversibly tunable helicity induction and inversion in liquid crystal self-assembly by a planar chiroptic trigger molecule (2009)
  • 著者名/発表者名: Manoj Mathews, Nobuyuki Tamaoki
  • 雑誌名: Chemical Communications ページ: 3609-3611
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visible-Light Photocontrol of (E)/(Z)Isomerization of the 4-(Dimethylamino) zobenzene Pseudo-Nucleotide Unit Incorporated into an Oligonucleotide and DNA Hybridization in Aqueous Media (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kamei, Haruhisa Akiyama, Hisayuki Morii, Nobuyuki Tamaoki, PQ Taro Uyeda
  • 雑誌名: Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids ページ: 12-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Planar Chiral Azobenzenophanes as Chiroptic Switches for Photon Mode Reversible Reflection Color Control in Induced Chiral Nematic Liquid Crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: Manoj Mathews, Nobuyuki Tamaoki
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. ページ: 11409-11416
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uncoventional Thermodynamically Stable Cis Isomer abd Trans to Cis Thermal Isomerization in Reversibly Photoresponsive [0.0](3,3')-Azobenzenophane (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Norikane, Ryuji Katoh, Nobuyuki Tamaoki
  • 雑誌名: Chem.Commun. ページ: 1898-1900
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Photoinduced Phase Transitions of Poly(N-isopropylacrylamide) Derivative Functionalized with Terminal Azobenzene Units (2007)
  • 著者名/発表者名: Haruhisa Akiyama, Nobuyuki Tamaoki
  • 雑誌名: Macromolecules 40 ページ: 5129-5132
  • 査読あり
• [学会発表] Photoswitching of benzene roter and induction of molecular chirality bycircular polarized light in cyclic azobenzenophane (2010)
  • 著者名/発表者名: P.K Hashim, Nobuyuki Tamaoki
  • 学会等名: Chirality 2010
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市)
  • 年月日: 2010-06-14
• [学会発表] A Light Controlled Molecular Brake with Complete ON-OFF Rotation (2010)
  • 著者名/発表者名: 玉置信之
  • 学会等名: International Symposium of Joint Research Network on Advanced Materials and Devices彫"Chou"
  • 発表場所: ホテル ニドム(苫小牧市)
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] A Light Controlled Molecular Brake with Complete ON-OFF Rotation (2009)
  • 著者名/発表者名: 玉置信之
  • 学会等名: G-COE International Symposium on : "Dynamic Phenomena in Molecular Complex Chemistry"
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2009-10-02
• [学会発表] Dynamic Control of Molecular Supra-molecular Chirality through E-Z Photoisomerization of Azobenzene (2008)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Tamaoki
  • 学会等名: International Symposium on Convergence Techology
  • 発表場所: 済州島、韓国
  • 年月日: 2008-02-20
• [図書] 光配向テクノロジーの開発動向第5編 第2章コレステリック液晶における選択反射の光制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 玉置信之
  • 総ページ数: 14
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 液晶-構造制御と機能化の最前線- (2010)
  • 著者名/発表者名: 玉置信之
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: シーエムシー出版
• [産業財産権] 光応答性キラル化合物 (2008)
  • 発明者名: 玉置信之, マノジ マシュース゜
  • 権利者名: 独立法人産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許・特許願,2008002034
  • 出願年月日: 2008-06-25