水系で水素結合により分子認識するハイブリッドポリマーの構築

构建通过水性体系中的氢键识别分子的杂化聚合物

基本信息

批准号：
10126209
负责人：
浅沼浩之
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

天然の抗体と同様に水溶液中で基質を正確に認識する人工レセプターの合成は、ホスト・ゲスト化学に携わる研究者にとって究極の目標である。本年度は(1)高分子効果による水溶液中での水素結合形成の促進、ならびに(2)モレキュラーインプリント法によるホスト分子相互の分子配向の制御、を追究した。(1) 高分子効果による水溶液中での水素結合形成の促進本研究者は、既にポリ(2-ビニル-4,6-ジアミノ-1,3,5-トリアジン)(PVDAT)が水溶液中で、相補的な水素結合によりチミンとウラシルを選択的に認識することを見出している。しかしPVDATは水に不溶の高分子であり、固-液界面という特殊な環境が水中での水素結合に寄与していることも予想された。そこで2-ビニル-4,6-ジアミノ-1,3,5-トリアジン(VDAT)をアクリルアミドと共重合させて水に可溶化し、高分子場が均一水溶液中でも相補的な水素結合形成に有効に機能するか検討した。その結果、上記共重合体は、均一水溶液においても相補的な水素結合を形成してチミンを選択的に認識することが判明した。以上より、高分子場が均一水溶液中でも水素結合形成に有効なことが明らかとなった。(2) モレキュラーインプリント法によるホスト分子相互の分子配向の制御本研究者は、シクロデキストリン(CyD)を鋳型分子存在下でDMSO中でジイソシアナート架橋することで、水中で基質を選択的に認識する人工レセプターが合成であることを明らかにしている。本年度は、この方法で形成される認識部位の構造を物理化学的な手段を用いて詳細に分析した。その結果、コレステロールを鋳型分子に用いた場合、2分子のβ-CyDがジイソシアナートで架橋された構造を持つ認識部位が高分子内に形成されていることを明らかにした。

合成能够准确识别水溶液中的底物（例如天然抗体）的人工受体是参与主客体化学的研究人员的最终目标。今年，我们研究了（1）通过聚合物效应促进水溶液中氢键的形成，以及（2）通过分子印迹控制主体分子的相互分子取向。 (1)通过聚合物效应促进水溶液中氢键的形成目前研究人员已经证明聚(2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪)(PVDAT)是我们发现胸腺嘧啶和尿嘧啶通过互补氢键被选择性识别。然而，PVDAT是一种不溶于水的聚合物，预计固液界面的特殊环境将有助于水中的氢键结合。因此，我们将2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪（VDAT）与丙烯酰胺共聚，使其可溶于水，即使在均相水溶液中，聚合物场也能有效形成互补氢键我考虑过是否可行。结果发现，上述共聚物即使在均质水溶液中也通过形成互补氢键选择性地识别胸腺嘧啶。由上可知，即使在均质水溶液中，聚合物场对于氢键形成也是有效的。 (2)利用分子印迹控制主体分子的分子取向本研究人员通过在模板分子存在的情况下在DMSO中进行环糊精(CyD)的二异氰酸酯交联来选择性地结合水中的基质，从而发现了识别人工受体。该病毒是合成的。今年，我们利用物理化学手段详细分析了该方法形成的识别位点的结构。结果表明，当使用胆固醇作为模板分子时，在聚合物内形成了具有两个β-CyD分子与二异氰酸酯交联结构的识别位点。