配位結合を利用した自発的組織化による分子情報の転写・増幅システムの構築

利用配位键通过自发组织构建分子信息转录和放大系统

基本信息

批准号：
01J01312
负责人：
富永昌英
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The University of Tokyo (2002-2003)Nagoya University (2001)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

相補的な多点相互作用は、生体内にみられる遺伝情報の伝達・複製に代表されるように、生物や化学の領域までまたがって、その特異性と機能に大きな注目が集まっている。本研究では、配位結合による自己組織化を用いることにより、金属イオンを介した配位子間の相補的な多点錯形成について検討を行った。昨年度まで、ビピリジン骨格からPd(II)と錯形成することにより,2:1錯体が形成し,メチル基の立体障害によりanti体が選択的に生成することをみいだしている。また、ビピリジンユニットをブチレン基で連結した新規な2種類のビピリジン二量体を合成し,多点相補的錯形成を検討した結果、メチル基の位置が外_外のダイマーと内_内のダイマーからの自己集合では、収束した1:1錯体が生成した。一方、外_外のダイマー同士からでは,メチル基の立体障害により5:5錯体までの発散したオリゴマーの生成を確認した。今年度はさらにビピリジン骨格や連結ユニットの長さ・柔軟性の組み合わせをかえることにより多点錯形成能の評価を行った。外_外、内_内の他に内_外という配位子、また3つのビピリジンユニットからなるトリマーの配位子、リンカーをジエチニル基にしたダイマーの配位子、を分子設計した。その結果、剛直なリンカー(ジエチニル基)より柔軟なリンカー(ブチレン基)のほうがこのシステムに適していることが分かった。また、ダイマーとそれに相補的なモノマーを錯形成したのちに、連結反応を行うことができれば、鋳型となる情報が分子レベルで転写できる可能性がある。実際に錯形成を行ったところ、相補的に三元錯体が形成していることが示唆された。このように配位結合による相補的多点錯形成は、錯体化学の分野だけでなく、材料化学・分子認識化学等の分野に大きな波及効果を与えると期待される。

互补的多点相互作用，以生物体内遗传信息的传递和复制为例，因其在生物学和化学领域的特异性和功能而引起了人们的广泛关注。在这项研究中，我们通过配位键自组装研究了配体之间通过金属离子形成互补多点复合物。直到去年，我们发现联吡啶骨架与Pd(II)络合形成2:1络合物，并且由于甲基的空间位阻选择性地生成反异构体。此外，我们合成了两种新型联吡啶二聚体，其中联吡啶单元与亚丁基连接，并研究了多点互补复合物的形成，结果发现甲基的位置是外部二聚体和内部二聚体。通过自组装形成会聚的 1:1 复合物。另一方面，在外-外二聚体的情况下，由于甲基的空间位阻，证实了高达5:5复合物的不同低聚物的形成。今年，我们进一步评估了通过改变联吡啶骨架的组合以及连接单元的长度和柔性来形成多点复合物的能力。除了Soto_Soto和Nai_Nai之外，我们还设计了一种名为Nai_Soto的配体，它是由三个联吡啶单元组成的三聚体配体，以及以二乙炔基作为连接体的二聚体配体。结果表明，柔性连接基（亚丁基）比刚性连接基（二乙炔基）更适合该系统。此外，如果可以在二聚体和与其互补的单体之间形成复合物之后进行连接反应，则存在可以在分子水平上转移模板信息的可能性。当实际进行复合物形成时，表明形成了互补的三元复合物。这样，通过配位键形成互补多点络合物预计不仅在络合物化学领域而且在材料化学和分子识别化学等领域产生巨大的连锁反应。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Masaru Aoyagi, Shohei Tashiro, Masahide Tominaga, Kumar Biradha, Makoto Fujita: "Spectroscopic and crystallographic studies on the stability of self-assembled coordination nanotubes"Chemical Communications. 2036-2037 (2002)

Masaru Aoyagi、Shohei Tashiro、Masahide Tominaga、Kumar Biradha、Makoto Fujita：“自组装配位纳米管稳定性的光谱和晶体学研究”化学通讯。

DOI：
发表时间：
期刊：
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0
作者：
通讯作者：

Shohei Tashiro, Masahide Tominaga, Takahiro Kusukawa, Masaki Kawano, Shigeru Sakamoto, Kentaro Yamaguchi, Makoto Fujita: "Pd^<II>-directed Dynamic Assembly of a Dodecapyridine Ligand into a Mono End-capped Tube vs. a Doubly Composed Open Tube. Importance

Shohei Tashiro、Masahide Tominaga、Takahiro Kusukawa、Masaki Kawano、Shigeru Sakamoto、Kentaro Yamaguchi、Makoto Fujita：“Pd^<II> 引导的十二卡吡啶配体动态组装成单端封端管与双组合开放管。