有機ゼオライト触媒を水中で用いる有機合成プロセスの改変

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13555220
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 青山 安宏 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00038093)
• 研究分担者: 遠藤 健 秋田大学, 工学資源学部, 講師 (70304730) ; 山東 信介 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20346084)
• キーワード: 有機ゼオライト / 水素結合 / 多孔体 / 自己相補的ホスト / 包接 / メタン吸着 / X線結晶解析 / 結晶構造

研究概要

水素結合は金属配位に比べて強固でなく、多孔性を維持するのは困難と従来考えられていたが、自身がゲストとしての機能を有する「自己相補的」なビルディングブロックを用いることにより、配位飽和な水素結合多孔体を構築することに始めて成功した。このネットワークはゲストサイズの変化やホストの化学修飾に対して構造が維持され、触媒基としての金属イオンを「置換基」として導入する方法論に道を開いた。一方、カルボキシル基を有する有機ゼオイライトはなお一層強固な多孔体を構築し、空孔当たり1分子のメタンを吸蔵することが明かとなった。吸蔵量は活性炭を凌駕する。近年の研究により、金属ネットワークを有する多孔体が種々得られ、メタン吸蔵体としての機能に関心が集まっているが、ここで得られたものは金属を含まない真の「有機多孔体」として最初の例である。さらに、カリックスアレン誘導体の多孔体形成能にも着目し、チアカリックスアレンのカリウム塩が特異な包接能を有することを明らかにした。
一方、相互作用として水素結合を用いることにより、核酸を鋳型とした糖クラスターナノ粒子の集積にも成功し、得られたものが化学量論とサイズが規制された「人工ウイルス」としての機能を有し、従来にない、グリコウイルスを用いる遺伝子導入法の開発に成功した。

研究成果

• [文献書誌] T.Tanaka, T.Tasaki, Y.Aoyama: "Acridinylresorcinol as a Self-Complementary Building Block of Robust Hydrogen=bonded 2D Nets with Coordinatively Saturation. Preservation of Crystal Structures upon Guest Removal, Guest Alteration, and Host Modification"J.Am.Chem.Soc.. 124・42. 12453-12462 (2002)
• [文献書誌] K.Endo, Y.Kondo, Y.Aoyama, F.Hamada: "Guest-Binding Properties of Functionally Porous Crystal Based on Metal Complex of p-tert-Butylthiacalix[6]arene"Tetrahedron Lett. 6(印刷中). (2003)
• [文献書誌] O.Hayashida, K.Mizuki, K.Akagi, A.Matsuo T.Kanamori, T.Nakai, S.Sando, Y.Aoyama: "Macrocyclic Glycoclusters. Self-Aggregation and Phosphate-Induced Agglutination Behaviors of Calix[4]resorcarene-Based Quadruple-Chain Amphiphiles with a Huge Oligosaccharide Pool"J.Am.Chem.Soc. 125・2. 594-601 (2003)
• [文献書誌] Y.Aoyama, T.Kanamori, T.Nakai, T.Sasaki, S.Horiuchi, S.Sando, T.Niidome: "Artificial Viruses and Their Application to Gene Delivery. Size-Controlled Gene Coating with Glycocluster nanoparticles"J.Am.Chem.Soc.. 125(印刷中). (2003)