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本研究では、分子ギアとして働くポルフィリンランタニド金属錯体を骨格に有する新規な超分子構造体(分子スプリング)の創製、および、外部刺激に対する力学応答システムの構築を目的としている。本年度は、外部刺激として金属イオン(銀(I)イオン)に対するポルフィリンランタニド金属錯体の応答を評価した。分子ギアの速度を外部刺激で制御することによって、その分子ギアを骨格とした分子スプリングの応答を制御できると考えられる。
検討の結果、ポルフィリンランタニド金属錯体が銀(I)イオンと相互作用することを明らかにした。また、その認識過程は効果的な非線形応答性を示し、外部刺激に対して敏感な応答であることが明らかになった。外部刺激に対して敏感な応答であることは、今後、分子スプリングを構築する上で非常に有利であると考えられる。
温度変化NMRスペクトル測定の手法を用いることで、分子ギアの回転速度に対する銀(I)イオンの影響を検討した。その結果、銀(I)イオンと錯形成することで分子ギアの回転速度が加速されていることが明らかになった。また、このような効果は銀(I)イオンに特異的であることが分かった。
さらに、分子スプリングの創製を目指し、ポルフィリンランタニド金属錯体のオリゴマー化を検討した。二量体、三量体などのオリゴマーの生成をマススペクトル、GPCクロマトグラムなどから確認し、その精製に成功した。
今後これらの知見をもとに、外部刺激応答部位を導入した分子スプリングの創製およびその機能評価を行う。
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