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2021 年度 実績報告書

弱い相互作用を活用した動的超分子錯体のヘリシティー制御と機能創出

研究課題

研究課題/領域番号 19K05505
研究機関大阪市立大学

研究代表者

三宅 弘之  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (00271198)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード超分子 / 金属錯体 / らせん / キラル / 構造変換 / 質量分析 / 分子認識 / アミノ酸
研究実績の概要

研究代表者らが独自に開発した置換活性ならせん型金属錯体とそのヘリシティー構造の外部刺激応答性動的変換現象が、複数の弱い相互作用により制御されることに着目して、多彩な弱い相互作用によりヘリシティーをコントロールできる超分子らせん構造体の構築とヘリシティー変換に対する応答性の向上や外部刺激の組み合わせを検知する特異性の附与と記憶化を目指すものである。
(S)-フェニルアラニンからなる4座配位子の末端に金属イオンへの配位可能なジメトキシベンゼン基を導入した新規キラル配位子を設計、合成した。このキラル配位子と過塩素酸コバルトから調製したCo(II)錯体はフェニル基-アミド基-メトキシベンジル基からなる立体反発とアミド水素-メトキシ酸素間の水素結合、フェニル基とアミド水素からなるNH-π相互作用の組み合わせによってジアステレオマー過剰率 95 % 以上で左手系らせん構造を形成した。硝酸イオンの添加による右手系らせん構造への反転も実現したが、硝酸イオン非存在下においても用いる溶媒により左手系構造と右手系構造の存在比をコントロールできることも明らかとした。一方、有機塩基存在下での折りたたみ構造への変換も観測できたことから、多彩な外部刺激により多様な構造変換が達成され、その応答性の向上も実現できた。
らせん型動的超分子錯体の機能創出として、(S)-アラニンからなる4座配位子を用いたキラルな銅(II)錯体の重水素標識体および非標識体を用いて、エレクトロスプレーイオン化質量分析法を活用した遊離アミノ酸のエナンチオマー過剰率の同時分析法を開発した。この簡便法を用いると、12種類のアミノ酸のエナンチオマー過剰率を同時に高感度で測定することができることも示すことができた。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Stimuli-responsive chirality inversion of metallohelices and related dynamic metal complexes2022

    • 著者名/発表者名
      Shigehisa Akine, Hiroyuki Miyake
    • 雑誌名

      Coordination Chemistry Reviews

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2022.214582

    • 査読あり
  • [雑誌論文] エレクトロスプレーイオン化質量分析による溶液中の有機金属錯体のエナンチオ選択的配位子交換平衡反応評価2022

    • 著者名/発表者名
      静間基博、中小路 崇、佐藤博文、三宅弘之
    • 雑誌名

      J. Mass Spectrom. Soc. Jpn.

      巻: 70 ページ: 15-23

    • DOI

      10.5702/massspec.S22-04

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-pot analysis of enantiomeric excess of free amino acids by electrospray ionization mass spectrometry2021

    • 著者名/発表者名
      Nakakoji Takashi, Sato Hirofumi, Ono Daisuke, Miyake Hiroyuki, Mieda Eiko, Shinoda Satoshi, Tsukube Hiroshi, Kawasaki Hideya, Arakawa Ryuichi, Shizuma Motohiro
    • 雑誌名

      RSC ADVANCES

      巻: 11 ページ: 36237 - 36241

    • DOI

      10.1039/d1ra06542d

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Supramolecular Chirogenesis in Chemical and Related Sciences2021

    • 著者名/発表者名
      Sun Yue, Aav Riina, Tsuda Akihiko, Miyake Hiroyuki, Hirose Keiji, Borovkov Victor
    • 雑誌名

      FRONTIERS IN CHEMISTRY

      巻: 9 ページ: 679332

    • DOI

      10.3389/fchem.2021.679332

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 配座数可変型キラル配位子の効率的合成とCo(II)錯体の動的構造変換2022

    • 著者名/発表者名
      服部 謙一,三枝 栄子,篠田 哲史,三宅 弘之
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会2022
  • [学会発表] キラルな希土類錯体を基盤としたd-f混合多核錯体の合成2021

    • 著者名/発表者名
      櫻井良輔,三枝栄子,三宅弘之,篠田哲史
    • 学会等名
      第37回希土類討論会
  • [学会発表] 両親媒性希土類錯体の合成と水溶液中における増感発光2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺達也,三枝栄子,三宅弘之,篠田哲史
    • 学会等名
      第37回希土類討論会
  • [学会発表] アラニンメチルアミド部位を有する新規キラルサイクレン誘導体配位子とランタノイド錯体の合成2021

    • 著者名/発表者名
      中西真祐,三枝栄子,篠田哲史,三宅弘之
    • 学会等名
      錯体化学第71回討論会
  • [学会発表] ビス-(S)-フェニルアラニン-2,5-ジメトキシベンゼンアミドからなるらせん型金属錯体の合成と動的構造変換2021

    • 著者名/発表者名
      宮本航輔,三枝栄子,篠田哲史,三宅弘之
    • 学会等名
      錯体化学第71回討論会
  • [学会発表] 外部刺激に応じた二重構造変換が可能なキラル Co(II)錯体の開発2021

    • 著者名/発表者名
      服部謙一,三枝栄子,篠田哲史,三宅弘之
    • 学会等名
      Molecular Chirality2021

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公開日: 2022-12-28  

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