新規ナノ粒子構築法に基づく機能性多元素化合物の合成と応用

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14044054
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 笹井 宏明 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90205831)
• 研究分担者: 滝澤 忍 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (50324851) ; 荒井 孝義 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (80272483)
• キーワード: 触媒・化学プロセス / 自己組織化 / 超分子化学 / ナノ材料 / 分子認識

研究概要

複数の配位子より構成される触媒の効率的な固定化法の開発を目差し研究を行った。新規ナノ粒子構築法に向けて、まず単分散で構造の定まったデンドリマーを取り上げ、表層に不斉配位子のビナフトールを有するデンドリマーの合成を行った。本デンドリマーを用いて調製した複数の配位子を有する複合金属触媒AlLibis(binaphthoxide)錯体(ALB)は、シクロヘキセノンとマロン酸ジベンジルとのマイケル反応を速やかに触媒し、目的生成物を高い不斉収率で与えた。本結果を基に、不斉配位子を有する機能性ナノ粒子をより効率的に合成する新手法の開発に研究を展開した。まず、触媒と類似の構造を有し化学的に安定な「触媒アナログ」に重合反応に供するオレフィン部をもつモノマーを合成し、メチルメタクリレート及び架橋剤との共重合を行った。得られたポリマーから「触媒アナログ」部を触媒活性を有するものに変換した。本手法により、固相上での配位子の相対配置を制御することが可能となった。また、先に研究を行ったデンドリマーの表層を形成するデンドロンをモノマー単位に用いて重合させる手法も現在検討を行っている。
さらに、デンドリマーの球状ポリマーとしての特性を取り入れた新規ナノ粒子の調製法としてミセル形成能を有するモノマーを用い、ミセル形成後に重合させ、容易に球状をポリマー得ることにも成功した。本球状ポリマー上に不斉配位子を導入することで、表層に機能性部位を露出させたナノ粒子の創製に成功した。球状ナノ粒子の開発研究は、現在金のナノ粒子の表層にチオール分子やジスルフィド分子を吸着させる手法にも展開している。

研究成果

• [文献書誌] Arai, T., Sekiguti, T., Iizuka, Y., Takizawa, S., Sakamoto, S., Yamaguchi, K., Sasai, H.: "A dendrimer-supprted heterobimetallic asymmetric catalyst"Tetrahedron : Asymmetry. 13. 2083-2087 (2002)
• [文献書誌] Arai, T., Sekiguchi, T., Otsuki, K., Takizawa, S., Sasai, H.: ""Catalyst Analog" : A New Concept for Constructing Multicomponent Asymmetric Catalysts(MAC) Using a Polymer Support"Angew. Chem. Int. Ed.. 42(印刷中). (2003)