分子認識相互作用と高分子材料のダイナミックスのカップリング

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13031050
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 水谷 義 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40229696)
• キーワード: 分子認識 / 高分子ゲル / 相転移 / ポルフィリン / 亜鉛 / 疎水相互作用 / ポリアクリルアミド

研究概要

構造のはっきりとした結合サイトを有し、コンフォーメーション変化によってその構造が変化しうるような人工レセプターとして、ポルフィリン骨格に分子認識部位を組み込んだ分子をモノマー分子と共重合させることによって、ゲルレセプターの合成を検討した。このようなゲルレセプターは、高分子鎖のコンフォーメーション変化によってレセプター部位の構造が変化し、ゲスト分子に対する親和性のオン・オフが可能になり、外部パラメーターで親和性を変化させうる新しいタィプの人工レセプター・人工酵素分子になりうると期待できる。
ゲルレセプターは、meso-位にフェニル基を有するポルフィリンにベンゼン環を介して長鎖アルキル差を結合させ、その末端に、アクリルアミド基を結合させた誘導体をまず、合成した。このポルフィリンを亜鉛錯体に変換し、疎水性のアミノ酸、アミンを水中から吸着しうる人工レセプターゲルの前駆体を合成した。これをアクリルアミド、または、N-イソプロピルアクリルアミド、架橋剤のメチレンビスアクリルアミドと供重合させることで、均一で透明なゲルを得ることができた。このゲルの紫外・可視吸収スペクトルは、シャープなポルフィリンのソーレーバンドを示し、ポルフィリンが単分子で分散していることが示された。
このゲルの相転移挙動、異なる相状態における分子認識挙動について、今後検討し、生理活性物質に対して、強い親和性をもち、かつ、ゲストの脱着が温度、イオン強度、pHなどの変化で行えるような機能性ゲルの合成を目指す。

研究成果

• [文献書誌] Mizutani, T., Wada, K., Kitagawa, S.: ""Molecular Recognition of DNA Intercalators at Nanomolar Concentration in Water""J. Am. Chem. Soc.. 123・26. 6459-6460 (2001)
• [文献書誌] Yagi, S., Morinaga, T., Nomura, T., Takagishi, T., Mizutani, T.et al.: ""Solvent Effects on Helicity Induction of Zinc Bilinone Bearing a Chiral Auxiliary at the Helix Terminal""J. Org. Chem.. 66・11. 3848-3853 (2001)
• [文献書誌] Masaoka, S., Furukawa, S., Chang, H.C., Mizutani, T., Kitagawa, S.: ""A New Class of Cyclic Hexamer : [CO_6L_6]^<24-> (H_6L= hexaazatriphenylene hexacarboxylic acid)""Angew. Chem. Int. Ed.. 40・20. 3817-3819 (2001)
• [文献書誌] Mizutani, T.: ""Design and Mechanism of Molecular Recognition of Water-soluble Synthetic Receptors""有機合成化学協会誌. 59・12. 1170-1180 (2001)