セルロース系ブロックコポリマーの精密合成と超分子構造に基づく機能発現

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21580205
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 木質科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 上高原 浩 京都大学, 大学院・農学研究科, 助教 (10293911)
• 研究分担者: 吉永 新 京都大学, 大学院・農学研究科, 助教 (60273489)
• 連携研究者: 高野 俊幸 京都大学, 大学院・農学研究科, 教授 (50335303) ; 早乙女 周子 京都大学, 大学院・医学研究科, 准教授 (00447963) ; 田中 義正 京都大学, 大学院・医学研究科, 准教授 (90280700)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: セルロース / セルロースアセテート / メチルセルロース / グラフトコポリマー / ブロックコポリマー

研究概要

セルロースアセテート系ブロックコポリマーの精密合成法を確立し、セルロース分子鎖を利用した金ナノ粒子の配列、セルロース誘導体の分子鎖長を半径とするナノ粒子の調製に成功した。分子鎖の方向を揃え放射状に配列するセルロース分子が、逆平行鎖と言われているCellulose-IIの結晶型を与えた事実は興味深い.さらに、位置特異的メチル/エチル化セルロース、ブロック的メチル/エチル化三糖シリーズ、ブロック的かつ位置選択的メチル化セルロース誘導体を合成し、それらの溶解性、界面活性、会合性、ゲル化能、熱応答性を検討した。その結果、市販界面活性剤に匹敵する性能を持つ三糖を見いだし、またメチルセルロースのゲル化に必要な化学構造を明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Comb-shaped graft copolymers with cellulose side-chains ppared via click chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Enomoto-Rogers, H. Kamitakahara, A. Yoshinaga, T. Takano
  • 雑誌名: Carbohydrate Polymers 巻: 87(3) ページ: 2237-2245
  • DOI: doi:10.1016/j.carbpol.2011.10.055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of block wise alkylated tetrasaccharide-quantum dot complexes and their utilization for live cell labeling with low cytotoxicity (2012)
  • 著者名/発表者名: Kamitakahara H., K. Murata-Hirai, Y. Tanaka.
  • 雑誌名: Cellulose 巻: 19(1) ページ: 171-187
  • DOI: DOI:10.1007/s10570-011-9619-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesisofdiblock methylcellulose derivatives with regioselective functionalization patterns (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, A.; Fenn, D.; Koschella, A.; Heinze, T.; Kamitakahara, H.
  • 雑誌名: Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry 巻: 49(23) ページ: 4964-4976
  • DOI: DOI:10.1002/pola.24952
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical properties of diblock methylcellulose derivatives with regioselective functionalization patterns : first direct evidence that a sequence of 2, 3, 6-tri-O-methyl-gluopyranosyl units causes thermo reversible gelation of methylcellulose (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, A.; Fenn, D.; Koschella, A.; Heinze, T.; Kamitakahara, H.
  • 雑誌名: Journal of Polymer Science Part B : Polymer Physics 巻: 49(21) ページ: 1539-1546
  • DOI: DOI:10.1002/polb.22343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of block wise alkylated(1→4)-linked trisaccharides as surfactants : Influence of configuration of anomeric position on their surface activities (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Nakagawa, H. Kamitakahara, T. Takano
  • 雑誌名: Carbohydrate Research 巻: 346 ページ: 1671-1683
  • DOI: DOI:10.1016/j.carres.2011.04.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of diblock copolymers with cellulose derivatives 4. Self-assembled nanoparticles of amphicarrying a single pyrene group at the reducing-end (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Enomoto-Rogers, H. Kamitakahara, A. Yoshinaga, T. Takano
  • 雑誌名: Cellulose 巻: 18(4) ページ: 1005-1014
  • DOI: DOI:10.1007/s10570-011-9549-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water-soluble low-molecular-weight cellulose chains radially oriented gold nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Enomoto-Rogers, H. Kamitakahara, A. Yoshinaga T. Takano
  • 雑誌名: Cellulose 巻: 18(4) ページ: 929-936
  • DOI: DOI:10.1007/s10570-011-9535-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radially oriented cellulose triacetate chains on gold nanoparticles (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Enomoto-Rogers, H. Kamitakahara A. Yoshinaga, and T. Takano
  • 雑誌名: Cellulose 巻: 17(5) ページ: 923-936
  • DOI: DOI:10.1007/s10570-010-9437-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Structure/Property Relationships of Regioselective 2-O-3-O-and 6-O-Ethyl (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kamitakahara, T. Funakoshi, S. Nakai, T. Takano, F. Nakatsubo
  • 雑誌名: Cellloses Macromolecular Bioscience 巻: 10 ページ: 638-647
  • DOI: DOI:10.1002/mabi.200900392
  • 査読あり
• [雑誌論文] ABA-and BAB-triblock cooligomers of tri-O-methylated and unmodified cello-oligosaccharides (2010)
  • 著者名/発表者名: Kamitakahara, H. and F. Nakatsubo
  • 雑誌名: Syntheses and structure-solubility relationship 巻: 17(1) ページ: 176-186
  • DOI: DOI:10.1007/s10570-009-9348-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses of 6-O-ethyl/methyl-celluloses via ring-opening copolymerization of 3-O-benzyl-6-O-ethyl/methyl-α-D-glu copyranose 1, 2, 4-orthopivalates and their structure-property relationships (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kamitakahara, T. Funakoshi, S. Nakai, T. Takano, F. Nakatsubo
  • 雑誌名: Cellulose 巻: 2 ページ: 1179-1185
  • DOI: DOI:10.1007/s10570-009-9339-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellulosic Graft Copolymer : Poly(methyl methacrylate) with Cellulose Side Chains (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Enomoto-Rogers, H. Kamitakahara, T. Takano and F. Nakatsubo
  • 雑誌名: Biomacroolecules 巻: 10(8) ページ: 2110-2117
  • DOI: DOI:10.1021/bm900229g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses of 2, 6-O-alkyl celluloses : Influence of methyl and ethyl groups regioselectively introduced at O-2 and O-6 positions on their solubility (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kamitakahara, T. Funakoshi, T. Takano, F. Nakatsubo
  • 雑誌名: Cellulose 巻: 16(6) ページ: 1167-1178
  • DOI: DOI:10.1007/s10570-009-9332-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and thermal properties of poly(methyl methacrylate)-graft-(cellobiosylamine-C15) (2009)
  • 著者名/発表者名: Enomoto-Rogers, Y.; Kamitakahara, H.; Nakayama K.; Takano, T.; Nakatsubo, F.
  • 雑誌名: Cellulose 巻: 16(3) ページ: 51-530
  • DOI: DOI:10.1007/s10570-008-9272-y
  • 査読あり
• [学会発表] Syntheses of amphiphilic cello-oligosaccharide derivatives with blocky structures and their self-assembled structures in water (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kamitakahara, A. Yoshinaga, T. Imai, J. Sugiyama, T. Takano
  • 学会等名: 239th ACS National Meeting
  • 発表場所: San Francisco CA
  • 年月日: 20120321-25
• [学会発表] セルロース系ジブロックコポリマーの精密合成-自己組織化によるナノ構造の制御と機能発現- (2012)
  • 著者名/発表者名: 上高原浩
  • 学会等名: 第36回応用糖質懇話会
  • 年月日: 20120301-02
• [学会発表] セロオリゴ糖誘導体とオリゴペプチド誘導体からなるジブロック体の合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬場啓弘、上高原浩、高野俊幸
  • 学会等名: セルロース学会第18回年次大会
  • 発表場所: 信州大学工学部
  • 年月日: 20110714-15
• [学会発表] 還元性末端にピレンを有する両親媒性セルロースの自己組織化ナノ粒子 (2011)
  • 著者名/発表者名: ロジャース有希子、上高原浩、吉永新、高野俊幸
  • 学会等名: セルロース学会第18回年次大会
  • 発表場所: 信州大学工学部
  • 年月日: 20110714-15
• [学会発表] 水分散性のセルロース自己組織化金ナノ粒子 (2011)
  • 著者名/発表者名: ロジャース有希子、上高原浩、吉永新、高野俊幸
  • 学会等名: セルロース学会第18回年次大会
  • 発表場所: 信州大学工学部
  • 年月日: 20110714-15
• [学会発表] Structure-property relationships of cellulose ethers with regioselective and blockwise substituent patterns (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kamitakahara, A. Nakagawa, A. Yoshinaga, C. Ishizu, T. Takano, T. Imai, J. Sugiyama, K. Hirai, Y. Tanaka, F. Steiniger, V. Sarbova, D. Fenn, A. Koschella
  • 学会等名: 241st ACS National Meeting
  • 発表場所: Anaheim CA
  • 年月日: 20110327-31
• [学会発表] Huisgen反応によるジブロック型メチルセルロース類縁体の合成とその熱ゲル化能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中川篤、上高原浩、高野俊幸
  • 学会等名: 第61回日本木材学会大会
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館
  • 年月日: 2011-03-19
• [学会発表] クリックケミストリーによるセルロースを枝鎖に有するグラフトコポリマーの合成とその超分子構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: ロジャース有希子、上高原浩、吉永新、高野俊幸
  • 学会等名: 第61回日本木材学会大会
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館
  • 年月日: 2011-03-19
• [学会発表] セルロース系コポリマー・コオリゴマーの精密合成と機能発現 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上高原浩
  • 学会等名: セルロース学会関西支部主催セルロース学会第16回ミクロシンポジウム
  • 年月日: 2011-01-27
• [学会発表] Syntheses of Amphiphilic Tetrasaccharides as Drug Carriers for Hydrophobic 1st Compounds (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kamitakahara, K. Hirai, Y. Tanaka
  • 学会等名: BIT's Annual World Congress of Nan Medicine 2010
  • 発表場所: Beijing
  • 年月日: 20101023-25
• [学会発表] Synthesis and Cellular Uptake of Blockwise Alkylated Tetrasaccharide/Hydrophobic Dye Complexes : Evaluation as Probes for a Novel Drug Delivery System (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kamitakahara, Y. Tanaka
  • 学会等名: 25th International Carbohydrate Symposium(ICS2010)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20100801-6
• [学会発表] 金ナノ粒子上におけるセルローストリアセテート分子鎖の配向制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: ロジャース有希子、上高原浩、吉永新、高野俊幸
  • 学会等名: セルロース学会第17回年次大会
  • 発表場所: 日香川県さぬき市徳島文理大学香川キャンパス
  • 年月日: 20100715-16
• [学会発表] 天然セルロースからの2-O-methyl-及び3, 6-di-O-methyl-celluloseの合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川篤、石津智世、上高原浩、高野俊幸、V. Sarbova, A. Koschella
  • 学会等名: セルロース学会第17回年次大会
  • 発表場所: 香川県さぬき市徳島文理大学香川キャンパス
  • 年月日: 20100715-16
• [学会発表] ブロック的メチル化セロオリゴ糖水溶液の構造.物性相関 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上高原浩、吉永新、今井友也、杉山淳司、高野俊幸
  • 学会等名: 第60回日本木材学会大会(宮崎)
  • 年月日: 20100317-19
• [学会発表] 思いどおりのものをつくる「セルロース誘導体長い歴史とそのチカラ」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上高原浩
  • 学会等名: セルロース学会関西支部せとうちの若手セミナー
  • 発表場所: 庫県赤穂市(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] New synthetic methodology for cellulosic diblock copolymers with regioselective functionalization patterns (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Nakagawa, A. Koschella, D. Fenn, Th. Heinze, H. Kamitakahara
  • 学会等名: EPNOE 2009 Polysaccharides as a Source of Advanced Materials
  • 発表場所: Turku/Abo, Finland
  • 年月日: 20090921-24
• [学会発表] 位置特異的かつブロック的メチル化セロビオース誘導体の合成とそのアルカリ分解挙動解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石津智世、上高原浩、高野俊幸、中坪文明
  • 学会等名: セルロース学会第16回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(ポスター賞)
  • 年月日: 20090702-3
• [学会発表] Novel Sophisticated Diblock Copolymers from Cellulose Derivatives with Regioselective Functionalization Pattern (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa A., Koschella A., Fenn D., Heinze Th., Kamitakahara H.
  • 学会等名: Frontiers in Polymer Science
  • 発表場所: Mainz, Germany
  • 年月日: 20090607-09
• [図書] Synthesis of methylated cello-oligosaccharides (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kamitakahara, Fumiaki Nakatsubo, and Dieter Klemm
• [備考]
  • URL: http://www.chembio.kais.kyoto-u.ac.jp
• [産業財産権] セロオリゴ糖誘導体およびその製造方法 (2011)
  • 発明者名: 上高原 浩、中坪文明、Dieter Klemm
  • 権利者名: 上高原浩
  • 産業財産権番号: 特許、特許第4749339号
  • 取得年月日: 2011-05-27
  • 外国