回転軸を有する超分子構造を利用した力学応答分子素子の創製

使用具有旋转轴的超分子结构创建机械响应分子装置

• 批准号: 15655051
• 负责人: 竹内 正之
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15655051/
• 关键词: 超分子; 力学応答; 分子素子; ダブルデッカー型ポルフィリン錯体; 超分子; 力学応答; 分子素子; ダブルデッカー型ポルフィリン錯体

本研究では、メカニカルな回転部位をつないで認識情報を力学応答に変換し、マクロな機能に結びつけることを目的とする。具体的には(1)外部刺激、特にゲスト分子情報を力学応答へ変換する機能性ホスト分子の設計・合成とオリゴマー化、(2)(1)で得られた分子の動的特性およびマクロな動的特性の評価を行う。メカニカルな回転部位をつないで認識情報を力学応答に変換し、マクロな機能に結びつけるという研究はこれまでになく、人工筋肉や分子リフト(本当にものを持ち上げられるか?)などを独創的な観点から創製できるのではないかと考えた。回転を通して認識情報を伝搬するための分子設計指針として、我々がこれまで見いだしてきた「回転軸周りに論理的に認識部位を配置する」という指針を採用し、すべての応答部位に同質の刺激が伝搬するようにする。この部位を架橋し環状体あるいはオリゴマー化する。ここではこのモノマー単位あるいはオリゴマー単位の外部刺激に対する応答が、構造変化すなわち力学応答をする可能性があるかどうかを詳細に検討する予定を立てた。本年度は回転軸として異なる骨格のダブルデッカー型ポルフィリン錯体を2種類持つ化合物を設計した。第二ステージで導入する予定である酸化還元活性部位も兼ねることになる。これらの基本設計をもとにこれらの力学応答モノマー単位をマクロな機能へと変換するためにポリマー化あるいはオリゴマー化するための官能基はダブルデッカー型ポルフィリン錯体を繋ぐ部分へ導入する。本年度は開環重合が可能なダブルデッカー型錯体を合成し、開環重合を試みた。数量体までのオリゴマーは得られており分光学的手法により同定することに成功した。

这项研究旨在将机械旋转位点连接以将识别信息转换为机械响应，并将其链接到宏功能。具体而言，（1）将外部刺激（尤其是来宾分子信息）转化为机械响应的功能宿主分子的设计，合成和寡聚化，并评估（2）和（1）中获得的分子的动态和宏动态特性。从来没有研究过将机械旋转站点连接到机械响应并将其连接到宏观功能的研究，我们认为可以从原始的角度创建人造肌肉和分子升降机（我们真的可以提升事物）。作为通过旋转传播识别信息的分子设计指南，我们采用了迄今为止发现的指南：“从逻辑上将识别位点围绕旋转轴放置”，以便同质刺激将传播到所有响应位点。该位点交联以形成环状或低聚物。在这里，我们计划详细检查该单体或寡聚单元对外部刺激的响应是否可能导致结构或机械响应。今年，我们设计了一种化合物，具有两种类型的双层卟啉配合物，具有不同的骨骼作为旋转轴。它还将用作氧化还原酶的活性位点，该位点计划在第二阶段引入。基于这些基本设计，将这些机械响应的单体单元聚合或寡聚的官能团引入了连接双层卟啉配合物的部分。今年，我们合成了一种双层复合物，可用于开环聚合，并尝试执行开环聚合。获得了定量之前的低聚物，并通过光谱技术成功鉴定。