配位結合を利用した自発的組織化による分子情報の転写・増幅システムの構築

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01J01312
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 富永 昌英 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特別研究員(PD)
• Keywords: 自己集合 / 超分子 / 分子集合体 / 分子情報 / ナノテクノロジー / 相補性

Research Abstract

相補的な非共有結合相互作用は、分子レベルでの情報伝達・複製に重要な役割を果たしている。本研究では、配位結合による自己集合を利用することで、金属イオンを介したリガンド間の相補的な多点錯形成について検討している。
昨年度まで、ビピリジン骨格からPd(II)と錯形成することにより,2:1錯体が形成し,メチル基の立体障害によりanti体が選択的に生成することを見出している。また、ピリジンユニットをブチル基で連結した2種類のビピリジンダイマーを分子設計し,その多点相補的錯形成を検討したところ、メチル基が外-外のダイマーと内-内のダイマーからの自己集合では、収束した1:1錯体が生成した。これに対し、外-外のダイマー同士で錯形成させると,メチル基の立体障害により5:5錯体までの発散したオリゴマーの生成を確認した。
今年度はさらにビピリジンユニットやリンカーの長さ・自由度の組み合わせを増加さることによって多点錯形成能の評価を行った。外-外、内-内の他に内-外という配位子、また3つのビピリジンユニットからなるトリマーの配位子、リンカーをオクチル基またはジエチニル基にしたダイマーの配位子、を分子設計した。現在、様々な組み合わせより高効率な相補的多点錯形成能を有するユニットを探索している。
また、このシステムにおいて自己集合反応・構造の評価を行うにあたって、CSI-MSが非常に有用であることが分かった。すなわち発散した構造は従来混合物して扱われており、評価することが困難であったが、今回オリゴマーのサイズや分布を詳細に解析することが可能となった。

Research Products

• [Publications] Masaru Aoyagi, Shohei Tashiro, Masahide Tominaga, Kumar Biradha, Makoto Fujita: "Spectroscopic and crystallographic studies on the stability of self-assembled coordination nanotubes"Chemical Communications. 2036-2037 (2002)
• [Publications] Masahide Tominaga, Shohei Tashiro, Masaru Aoyagi, Makoto Fujita: "Dynamic aspects in host-guest complexation by coordination nanotubes"Chemical Communications. 2038-2039 (2002)