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2011 年度 実施状況報告書

独自の側鎖配列自在制御連結系による分子折りたたみの研究

研究課題

研究課題/領域番号 23655026
研究機関東北大学

研究代表者

豊田 耕三  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50217569)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2014-03-31
キーワード分子建築 / 人工酵素 / 配位子 / 金属錯体 / 錯体触媒 / スペーサー / 高分子 / 有機典型元素化合物
研究概要

金属蛋白質は生体内で重要な役割を果たしているが、その機能発現状態においては配位性側鎖を含む種々の側鎖や金属の相互作用により、金属近傍や全体の構造が適切に制御されている。また機能発現に至る過程においては活性型構造への分子折り畳み(フォールディング)も重要である。本研究は、配位性側鎖を含む大規模な人工の側鎖配列制御連結系を構築してその分子折り畳みと機能発現について知見を得ようとするものである。平成23年度は、我々が開発した有用なスペーサーユニットである 4,7-ジブロモベンゾ[b]チオフェンの種々の反応と多様なビルディングブロックの合成について、以下のように検討した。まず4,7-ジブロモベンゾ[b]チオフェンの2-位を選択的にリチオ化した後、ボロン酸エステルに変換し、クロスカップリング反応により4-ピリジル側鎖を導入した。同様に2-位にヨウ素原子を導入した後、クロスカップリング反応により段階的にエチニル基およびジフェニルポルフィリンユニットを導入した。次に、主鎖を構築する置換基の導入について検討した。即ち、ジブロモベンゾ[b]チオフェンの4,7-位での鈴木-宮浦反応によりフェニル誘導体あるいはビフェニル誘導体を連結し、主軸の長さが約30Åになるオリゴアレーン系を構築した。同じく4,7-位での薗頭反応により主鎖部分にシリルエチニル基を導入した化合物も合成した。また7-位の臭素原子をヨウ原子に変換して、4-ブロモ-7-ヨードベンゾ[b]チオフェン誘導体とした後、その段階的クロスカップリングにより、側鎖のシークエンスを制御した形の連結系を構築した。さらに4-ピリジル基を側鎖とするユニットに亜鉛ポルフィリン誘導体を加えてNMRスペクトル変化を測定し、配位性相互作用に関する基礎的知見を得た。以上により、本連結系を分子折り畳み研究に利用する準備ができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成23年度交付申請書に例として記載した形のビルディングブロックは全て合成した。これらは本研究を進める上で基本的かつ重要なユニットであり、それらを合成し、基礎的なスペクトルデータの収集できたことは本研究の展開の上で意義深い。さらにこれらのビルディングブロックを用いて、金属ポルフィリンを導入したベンゾチオフェンユニットも合成した。これは年度当初計画よりも少し早めに研究が進展していることを示す結果である。東日本大震災の影響から、研究展開について安易な楽観視はできない状況であるが、本研究はおおむね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

平成24年度は、平成23年度で合成した種々のベンゾ[b]チオフェンユニットのスケールアップ合成と、それを利用した連結系の構築について検討する。まず30Å程度の主軸を有するカラム様ユニットを合成し、次いで極性リンカーを用いたカラム間の連結について検討する。

次年度の研究費の使用計画

平成23年度受領研究費における次年度使用該当なし。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Preparation of 4,7-Dibromobenzo[b]thiophene as a Versatile Building Block and Synthetic Application to a Bis(ethynylthienyl)oligoarene System2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, H. Katsuta, K. Toyota, T. Iwamoto, N. Morita
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 85 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [学会発表] 4,7-ジブロモベンゾ[b]チオフェンおよびその誘導体の合成と性質2012

    • 著者名/発表者名
      武藤裕孝・勝田 弘・谷本大樹・岩本武明・豊田耕三
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2012年3月25日
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.tohoku.ac.jp/lab/organic/synthetic_and_structural_organic_chemistry_j.html

URL: 

公開日: 2013-07-10  

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