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2022 年度 実績報告書

2次核形成による超分子キラリティの完全反転

研究課題

研究課題/領域番号 20K21216
研究機関千葉大学

研究代表者

矢貝 史樹  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (80344969)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
キーワード超分子キラリティ / 階層的自己組織化 / ナノリング / ナノチューブ / 超分子ポリマー / アゾベンゼン
研究実績の概要

当該年度は、主に2つの研究項目に取り組んだ。
1)超分子キラリティの光反転:この研究項目は,2次核形成と呼ばれる結晶の表面でさらなる結晶が形成されやすい現象を利用して同一キラルアゾベンゼン分子を用いた超分子キラリティーの完全反転法の確立を目的としている。前年度の研究において、温度変化による自己集合過程に対し、たんぱく質の凝集理論モデルを適応することで、本超分子集合体において2次核形成が起こっていることが明らかになったが、光によって誘起される自己集合に関しては、2次核形成の証明が達成できていなかった。そこで今年度は、この項目に注力して実験を行った。装置の改造等の技術的に困難な部分が多かったが、実験系を立ち上げることに成功した。詳細な測定の結果、光を用いて自己集合を開始した場合においても、2次核形成によって準安定な集合体が形成されることが明らかになった。

2)超分子キラリティー増幅の階層依存性:リングからナノチューブへと階層的に自己組織化するキラルアゾベンゼン分子を用い、エナンチオマー対を異なる比で混合した際に、超分子キラリティがどの階層レベルで増幅されうるか詳細に検討した。その結果、リングを形成するレベルで非常に大きな超分子キラリティの増幅が観察された。また、リングからチューブになる際はすでに増幅が飽和しているため、それ以上の増幅は観察されなかった。さらにナノチューブを伸長させたところ、片方のエナンチオマーを用いた際は観察された超螺旋構造が、混合物においては観察されなかった。そこでナノチューブを配向させてX線回折測定を実施した。この構造解析データから、混合物からはリング間の相互作用が弱くなることが示唆された。これらの成果を学術論文としてまとめ、アメリカ化学会誌に公開することができた。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Fluorescent Nanofibers Self-assembled from a Diphenylanthracene Scissor-shaped Dyad2022

    • 著者名/発表者名
      Suda Natsuki、Arima Hironari、Saito Takuho、Aizawa Takumi、Yagai Shiki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 ページ: 700~703

    • DOI

      10.1246/cl.220193

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amplification of Molecular Asymmetry during the Hierarchical Self-Assembly of Foldable Azobenzene Dyads into Nanotoroids and Nanotubes2022

    • 著者名/発表者名
      Saito Takuho、Kajitani Takashi、Yagai Shiki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 145 ページ: 443~454

    • DOI

      10.1021/jacs.2c10631

    • 査読あり
  • [学会発表] ジアリールエテン二量体の自己集合による光応答性粒子の形成2023

    • 著者名/発表者名
      秋場大知、矢貝史樹
    • 学会等名
      日本化学会第103年会
  • [学会発表] ナノチューブを形成するアントラセン二量体へのエチニレン部位の導入2023

    • 著者名/発表者名
      井野有彩、相澤匠、矢貝史樹
    • 学会等名
      日本化学会第103年会
  • [学会発表] ナノチューブへと自己集合するアントラセン二量体2023

    • 著者名/発表者名
      上野貴大、相澤匠、矢貝史樹
    • 学会等名
      日本化学会第103年会
  • [学会発表] ジフェニルナフタレン二量体の自己集合によるリングと螺旋構造の形成2023

    • 著者名/発表者名
      三原聡太、矢貝史樹
    • 学会等名
      日本化学会第103年会
  • [学会発表] アゾベンゼン二量体の自己集合における超分子多形の光制御2022

    • 著者名/発表者名
      須田奈月、矢貝史樹
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] 螺旋性ナノファイバーを形成するハサミ型クロロフィル二量体2022

    • 著者名/発表者名
      高宮祥、矢貝史樹、民秋均
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] キラルアゾベンゼン分子のナノリングからナノチューブへの階層的自己集合における超分子不斉増幅2022

    • 著者名/発表者名
      齋藤卓穂、矢貝史樹
    • 学会等名
      第32回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] ナノリングからナノチューブへと階層的に自己集合するキラルアゾベンゼン分子における超分子不斉増幅2022

    • 著者名/発表者名
      齋藤卓穂、矢貝史樹
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
  • [学会発表] ナノリングとファイバーへと自己集合するアゾベンゼン二量体によるシード重合2022

    • 著者名/発表者名
      須田奈月、矢貝史樹
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
  • [学会発表] ハサミ型クロロフィル二量体の自己集合における中心金属の影響2022

    • 著者名/発表者名
      高宮祥、矢貝史樹、民秋均
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022

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公開日: 2023-12-25  

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