スーパークリプタンド構造の構築と特異的な分子認識の発現

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14540526
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 平谷 和久 宇都宮大学, 工学部・応用科学科, 教授 (40343082)
• 研究分担者: 刈込 道徳 宇都宮大学, 工学部, 助手 (00224709)
• キーワード: クラウノファン / タンデムクライゼン転位 / ロタキサン / イオン選択性 / 光学不斉ロタキサン / 超分子 / 分子認識

研究概要

2つのフェノール性水酸基を有するクラウノファン類を我々の開発したタンデムクライゼン転位により合成し、それを出発物質として、独自の共有結合を経由するロタキサン合成法を前年度までに確立した。この反応を利用して、種々の鎖状構造を導入した軸分子をもつロタキサンの合成を行うことができた。軸分子中にオリゴオキシエチレン鎖を導入することで、アルキレン鎖のみのロタキサン(リチウムイオン選択性発現)とは異なった挙動を示すことを見出した。すなわち、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール鎖を導入することで、ナトリウムやカリウムに親和性を持つようになるという結果が得られた。これはローター分子と軸分子が協同的に仂き、1分子では発現しない超分子機能を発現したものと考えられる。
また、非対称のローター分子と非対称の軸分子の組み合わせを持つ〔2〕ロタキサン(1つのローター分子と1つの軸分子からなるロタキサン)を共有結合法で合成した。このロタキサンは不斉部位を1ヶ所も持たないにもかかわらず、光学不斉のラセミ体であることがわかった。カラムにより光学分割でき、不斉ロタキサンを共有結合法により構築できることを明らかにした。今後不斉ロタキサンが不斉ゲスト分子の認識を行うことができるかどうかを検討する。またスーパークリプタンド構造を構築し、高機能性を発現するために、〔1〕ロタキサン(ローター分子と軸分子が結合しており、軸分子が環内を貫通しているもの)等の合成を行い、センシング材料や分子マシンとしての機能を明らかにしていくつもりである。

研究成果

• [文献書誌] N.Kameta, K.Hiratani, Y.Nagawa: "A novel Synthesis of Chiral Rotaxanes via Covalent Bond Formation"Chem. Comm.. 466-467 (2004)
• [文献書誌] 北條, 金里, 平谷: "自己集合性を利用する大環状化合物の合成と機能"有機合成化学協会誌. 62(3). 194-204 (2004)
• [文献書誌] N.Kameta, K.Hiratani, H.Houjou, M.kanesato: "Synthesis of the Boron Complex Composed of the Noncyclic Ligand Having Plural Hydroxy Groups and the Binding Ability toward Lanthanoid Ions"Chem. Lett.. 32(2). 142-143 (2004)
• [文献書誌] H.Houjou, S.Tsuzuki, Y.Nagawa, M.Kanesato, K.Hiratani: "Factors Affecting the Conformational Preference and Magnetic Schielding of Isobutenylene Chains in Macrocyclic Salicylideneaniline Derivatives"Bull. Chem. Soc. Jpn. 76. 2405-2411 (2003)
• [文献書誌] H.Azehara, W.Mizutani, Y.Suzuki, T.Ishida, Y.Nagawa, H.Rokumoto, K.Hiratani: "Fixation and Systematic Dilution of Rotaxane Molecules on Self-assembled Monolayers"Langmuir. 19. 2115-2123 (2003)