2015 Fiscal Year Annual Research Report
自己複製システムの実現を目指した新規人工二重らせん分子および高分子の創製と応用
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14J08886
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田邉 純樹 名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 二重らせん / カルボン酸 / アミジン / アントラセン / 塩橋 / 光反応 / テンプレート合成 / キラリティー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者の研究グループではこれまでに、キラルなアミジン基およびアキラルなカルボキシル基を側鎖に有する分子鎖が、塩橋を介して一方向巻きに片寄った相補的な二重らせん構造を形成することを見出している。本研究では、アントラセンの光二量化反応を利用した相補鎖のテンプレート合成について検討した。
片末端あるいは両末端にフェニルエチニルアントラセン部位を有するカルボン酸モノマーを新規に合成し、フェニレンリンカーを有するアミジン二量体テンプレート存在下、光二量化反応を行い、反応速度や生成二量体の構造について詳細に調べた。片末端にアントラセン部位を有するカルボン酸モノマーのCDCl3溶液に、光照射 (> 400 nm) を行ったところ、溶存酸素存在下では、アントラセンと酸素が反応した酸化体が定量的に生成し、溶存酸素非存在下では、アントラセンとアセチレンの[4+2]環化反応した二量体と、アントラセン同士が[4+4]環化反応した二量体がそれぞれ生成した。次に、テンプレート存在下、同様の光反応を行ったところ、溶存酸素が存在するにも関わらず、酸化反応はほぼ進行せず、[4+2]および[4+4]環化二量体が高収率で得られた。このとき、反応速度は、テンプレート非存在下に比べ、約30倍も加速することが分かった。次に、脱気条件下、両末端にアントラセン部位を有するカルボン酸モノマーに光を照射したところ、[4+2]と[4+4]環化反応を介した重合反応が進行した。一方、テンプレート存在下では、モノマーは重合せず、高収率で二量体が得られた。テンプレート効果により、中央部に位置するアントラセンのみが速やかに光二量化したためと考えられる。以上の結果から、テンプレート上で行う反応として、光反応も有用であることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請者は、片末端あるいは両末端にフェニルエチニルアントラセン部位を有するカルボン酸モノマーを新規に合成し、アミジン二量体テンプレート存在下における、光反応挙動ついて詳細に調べた。その結果、テンプレート効果により、アントラセンの光酸化反応がほぼ完全に抑制され、モノマー同士の光二量化反応が効率的に進行することが明らかとなった。さらに、テンプレート存在下で、両末端にアントラセン部位を有するカルボン酸モノマーに光を照射したところ、モノマーは重合せず、高収率で二量体のみが得られることを見出した。この成果は、論文投稿準備中の段階にある。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、アントラセンの二位に置換基を有するカルボン酸モノマーを新たに合成し、その光二量化反応について検討する。二位置換のアントラセン誘導体はプロキラルな化合物であり、光反応によりキラルな二量体を与える。キラルなアミジン二量体テンプレート上にカルボン酸モノマー二分子が塩橋形成を介して一方向巻きの二重らせん状に配列することによって、光二量化反応が高い不斉選択性で進行すると期待される。
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