自己組織化を基盤とするヘリカル超分子ナノモジュールの構築

基于自组装的螺旋超分子纳米模块的构建

基本信息

批准号：
14655345
负责人：
八島栄次
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655345/
关键词：
ポリイソシアニドらせん構造誘起CD 記憶水中自己組織化

项目摘要

生体内では、らせん構造を有する複数の生体高分子が空間特異的に自己組織化し、超分子ナノ構造体を構築し、個々の分子にはない高度の機能を発揮している。これら生体系をモチーフとして、水中でナノスケールの分子モジュールを人工的に構築するためには、既存の共有結合の化学に加えて、非共有結合を利用する超分子化学的アプローチが必要不可欠である。本研究では、申請者らが見い出した独自の概念である「高分子へのらせん誘起とその記憶」を基盤技術として用い、動的自己組織化の概念と組み合わせて用いることにより、さまざまの機能性有機化合物群や生体分子群を空間特異的にらせん状に配列した超分子ナノ複合体(モジュール)の構築を目指し、側鎖にカルボキシル基を有するポリフェニルイソシアニド(poly-1)を合成し、生成ポリマーへのらせん誘起と記憶、さらに機能性基の側鎖への導入について検討した。その結果、poly-1のナトリウム塩が水中で、光学活性アミン存在下、一方向巻きのらせん構造を形成し、主鎖領域に誘起円二色性を示すことを見い出した。さらに、このようにして誘起されたらせん構造が、光学活性アミンを完全に取り除いた後でも、らせん構造を記憶として極めて安定に保持可能であることを発見した。本年度はこの成果をさらに発展させ,以下に示す興味深い知見を得た。1.得られたらせん状poly-1の側鎖に様々の一級および二級アミノ化合物をアミド結合を介して導入し,生成らせんポリマーの水中及び有機溶媒中での熱安定性について調べた。その結果,一級アミノ化合物を導入したポリマーのらせん構造安定性が,水中だけではなく,有機溶媒中でも飛躍的に向上することを見い出した。2.さらに、ジアミン化合物を架橋剤に用いてらせんポリマーの架橋反応を行い,ヒドロゲルを合成したところ,らせん構造が高温化,水中でも極めて安定に保持されることを見い出した。

在活体中，具有螺旋结构的多个生物聚合物以空间特异性的方式自组装，构建超分子纳米结构，具有单个分子没有的高功能。除现有的共价键化学外，使用这些生物系统作为基序，使用非共价键的超分子化学方法对于在水中人为地构建纳米级分子模块至关重要。在这项研究中，我们将申请人发现的独特概念用作基本技术，“聚合物及其记忆的架子诱导”，并通过将它们与动态自组装的概念相结合，以构建超分子纳米复合材料（模块化），其中各种功能性有机化合物和生物分子以螺旋形式以螺旋形成于螺旋形的螺旋形式。我们将侧链上的羧基合成了聚苯基烯烷化（poly-1），并检查了螺旋诱导到产生的聚合物和记忆中，以及将官能团引入侧链中。结果，发现Poly-1的钠盐在光学活性胺的存在下形成了水中的单向绕组螺旋结构，并在主链区域表现出诱导的圆形二色性。此外，发现以这种方式诱导的螺旋结构也可以使螺旋结构非常稳定，即使在完全去除光学活性胺后也可以保持螺旋结构。今年，我们进一步发展了这一成就，并获得了有趣的发现，如下所示。 1。通过酰胺键将各种主要和次级氨基化合物引入所得螺旋多-1的侧链中，以研究所得的水中和有机溶剂中所得的螺旋聚合物的热稳定性。结果，发现具有原代氨基化合物的聚合物的螺旋结构稳定性不仅在水中，而且在有机溶剂中也大大改善。 2。此外，当通过使用二胺化合物作为交联剂进行螺旋聚合物的交联反应合成水凝胶时，发现螺旋结构在高温下，即使在水中也非常稳定。