レゾルシンアレーンカプセルの分子認識を利用した超分子オプトードの開発

利用间苯二酚芳烃胶囊的分子识别开发超分子光极

基本信息

批准号：
22KJ2319
负责人：
原田健太郎
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当研究室では，四つのビピリジン骨格を有するレゾルシンアレーンキャビタンドが一価の銅イオン存在下で自己集合することでD4対称性の超分子カプセルを形成することを報告している。本カプセルにキラルな4,4’-ジアセトキシビフェニルゲストが包接されると，二つのジアステレオマーの間にエネルギー差が生じ，らせん反転によって二つの存在比が変化する。また，包接させたキラル分子を再沈殿により除去することで空のキラルカプセルが得られる。前述した単分子からなるキラル分子を本カプセルの不斉誘導に利用する際，次の二つの問題点がある。一つ目は，誘導した後に除去することが困難であるという点である。二つ目は，カプセルに包接されるゲスト分子の大きさはカプセルの内部空孔の大きさに大きく依存するため，カプセルの大きさに合わせて一からキラル分子を設計・合成する必要があるという点である。今回私は，キラル源と大きさを調整する骨格を水素結合で連結したキラルな水素結合三量体をキラル誘導に用いるキラル成分として設計することにした。この水素結合三量体は，水素結合という共有結合に比べて弱い力で連結されているため，再沈殿での除去が容易になった。また今後の研究で，より大きな内部空孔を有する超分子カプセルからキラルカプセルを得る場合，キラル源はそのままで大きさを調整する分子構造の設計をするだけでよい。よって，キラル誘導に用いるキラル構造体の設計および合成の簡便性が向上した。今回設計したキラルな水素結合三量体は以前のキラル単分子に匹敵するキラル誘導のジアステレオ過剰率を示した。よって，キラルな水素結合三量体は従来のキラル単分子に代わる有用な骨格になったといえる。最後に得られたキラルカプセルに，発光団を有するアキラルな分子を包接させ，発光団をキラルな配置に誘導することで円偏光発光が発現することを見出した。

我们的实验室报告说，在单价铜离子存在下，具有四个双吡啶骨架的植物囊菌伴随着自组装，形成了D4对称的超分子胶囊。当胶囊带有手性4,4'-二乙烯苯基苯基客人时，两个非对映异构体之间发生了能量差，并且由于螺旋倒置而引起的两个变化的丰度比。另外，通过重新沉淀去除纳入手性分子以获得空的手性胶囊。当使用上述单分子手性分子来不对称诱导该胶囊时，有两个问题：第一个问题是在诱导后很难去除。第二点是，胶囊中封闭的来宾分子的大小在很大程度上取决于胶囊的内部孔的大小，因此必须根据胶囊的大小设计和合成手性分子。这次，我决定设计一种手性氢键三聚体，该三聚体连接到手性源和通过氢键调节大小的骨骼，作为用于手性诱导的手性成分。该氢键三聚体的力与共价键相比，这使得通过重新沉淀更容易去除。此外，在将来的研究中，如果手性胶囊是从具有较大内部空隙的超分子胶囊中获得的，则只需要设计手性源来调整大小。因此，用于手性诱导的手性结构的设计和合成已得到改善。我们今天设计的手性氢键三聚体显示，手性诱导的映射与以前的手性单分子相当。因此，手性氢键三聚体已成为替代常规手性单分子的有用骨骼。已经发现，通过将ACHIRAL分子与发光体中掺入最后手性胶囊中，并诱导发光体进行手性构型产生圆形的光发射。