• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実施状況報告書

配列情報をもつトポロジカル精密巨大分子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26620025
研究機関東京工業大学

研究代表者

後藤 敬  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (70262144)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード超分子化学 / ロタキサン / ケイ素化合物 / 高配位化合物 / セレネニルスルフィド
研究実績の概要

ポリロタキサンは、主鎖が超分子的に連結された「トポロジカル高分子」として注目を集めている。各ユニットは共有結合ではつながっていないが、いずれかの共有結合を切断しなければ解離しないため、速度論的に安定な1個の分子と見なすことができる。しかし、明確な構造をもつポリロタキサンを逐次的に合成する手法はこれまで確立されていなかった。本研究では、高周期典型元素化合物の特徴的な反応性を活用することで、明確な構造と単一の組成をもつ「トポロジカル精密巨大分子」を逐次的に合成する手法の開発を目的とし、検討を行った。前年度までに、高配位ヒドロシランの特性を活用した独自のエンドキャッピング法を開発し、従来は10~50%弱程度の収率でしか合成できなかった中性ドナー・アクセプター型ロタキサンを、90%以上の収率で合成することに成功した。このモチーフを活用してポリロタキサンの逐次的合成を行うため、環状分子と高配位ヒドロシラン部を連結したユニットの合成について検討したが、環状分子の修飾により、軸分子との会合定数に問題を生じることが判明した。そこで、ポリロタキサン合成により適したモチーフとして、中性アミド-クラウンエーテル型ロタキサンを新たに設計し、その合成について検討した。サリチル酸ユニットを末端にもつ含アミド軸分子と、アミドユニットを組み込んだクラウンエーテルを合成し、-30℃の低温下でエンドキャッピング反応を行うことにより、対応するロタキサンを中程度の収率で合成した。以上の高配位ケイ素化合物を用いた手法に加え、ロタキサンを穏和な条件で合成する新規な手法として、セレネニルスルフィド結合を動的共有結合として活用したエンタリング法の開発についても検討した。

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

ポリロタキサンの逐次的合成に適した新たな分子設計に基づき、非常に穏和な条件でのロタキサンの合成に成功した。収率向上のためのさらなる条件検討は必要であるが、トポロジカル精密巨大分子合成の基本モチーフが確定したことから、着実に進捗していると考えている。また、セレネニルスルフィド結合を活用したエンタリング法という新たな鍵反応を開発することができ、当初の想定から応用範囲が広がった。

今後の研究の推進方策

配列情報をもつトポロジカル精密巨大分子の逐次的合成について検討する。前年度までの検討結果に基づき、中性アミド-クラウンエーテル型ロタキサンを基本モチーフとして、エンドキャッピングユニットを連結した環状分子を合成し、逐次的連結を行う。軸分子のストッパー部分に配列情報部位を付与することにより、配列情報をもつポリロタキサンの合成に展開する。また、前年度に開発したセレネニルスルフィド結合の動的特性に基づくエンタリング法の活用についても検討する。

次年度使用額が生じた理由

平成27年度の検討において、モチーフを中性ドナー・アクセプター型ロタキサンから中性アミド-クラウンエーテル型ロタキサンに変更したため、新たなモチーフでのパイロット実験を行った。そのため、小スケールの実験が多くなり、使用する試薬の量が当初の予定より少なく抑えられた。

次年度使用額の使用計画

平成28年度は、前年度までの検討結果に基づき大スケールでの合成を行う予定であり、試薬の購入および大スケール合成のためのガラス器具の購入の費用に充てる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Synthesis of a Stable Primary-Alkyl-Substituted Selenenyl Iodide and Hydrolytic Conversion to the Corresponding Selenenic Acid2015

    • 著者名/発表者名
      Shohei Sase, Ryo Kakimoto, Ryutaro Kimura, Kei Goto
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 20 ページ: 21415-21420

    • DOI

      10.3390/molecules201219773

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] セレン-硫黄結合の特性を活用したエンタリング法によるロタキサンの合成2016

    • 著者名/発表者名
      野田 聡,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      京田辺
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] 高配位ケイ素化合物の特性を活用した中性アミド型オリゴロタキサンの合成研究2016

    • 著者名/発表者名
      山下航平,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      京田辺
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] セレネニルスルフィドの特性を活用したロタキサン合成法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      野田 聡,井出千尋,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第42回有機典型元素化学討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-05
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用した含セレン高反応性化学種の安定化と新規反応性の開拓2015

    • 著者名/発表者名
      後藤 敬,柿本 涼,木村龍太郎,佐瀬祥平
    • 学会等名
      第13回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-06-06 – 2015-06-07

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi