機能性有機分子を組み合わせた巨大システム構築のための「超分子合成化学」

“超分子合成化学”用于构建结合功能有机分子的巨大系统

基本信息

批准号：
17750091
负责人：
佐竹彰治
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

生物は複数の機能性分子を用いて高次組織体を構築し、単体には見られない機能を発現している。近年の有機合成化学のめざましい発展によって分子量数百以下の比較的低分子については、合成の方法論が確立されつつあるが、分子量が千を超えるような分子複合体構築のための方法論は未だに限られている。本研究では巨大分子複合系を構築するための方法論を開拓すると同時に、複合化によって初めて発現する機能を見出してゆくことを目的としている。ポルフィリンマクロリングとエネルギーアクセプターの超分子複合化の研究においては、ピリジン基を3つ持つリガンドの会合定数が2.1E7 1/Mであり、ピリジン基とフラーレンをもつりガンドでは3.1E8 1/Mであったことから、金属-配位子の3点配位による複合体形成よりも、2点の金属-配位子相互作用とフラーレン-ポルフィリン相互作用の組み合わせのほうが有効であることを見出した。これら複合体の光化学特性を蛍光分光装置を用いて調べたところ4当量のリガンド添加した時にマクロリングの蛍光が95%消光しており、励起されたポルフィリンから分子内に取り込まれたフラーレンにエネルギー移動もしくは電子移動が効率よく起こっていることがわかった。これらの成果は、人工光合成素子作成への発展が見込まれる。また、上下にカルポン酸を計6つ有するポルフィリンマクロリングを脂質2分子膜中に導入したところ、大きなイオンチャネル電流が観測された。また、カチオン性のデンドリマー分子を添加、除去することによってイオンチャネル電流をオン・オフ制御できることを明らかにした。この結果は2分子のポルフィリンマクロリングがカルボン酸の協同的な水素結合によって、超分子科学的に垂直配向し、膜を貴通するナノポアを形成していることを示している。今後、膜を介した物質輸送などへの応用が期待される。

生物体利用多种功能分子构建高阶组织，并表达在个体生物体中看不到的功能。近年来，随着有机合成化学的显着发展，分子量为数百以下的相对低分子的合成方法正在建立，但构建分子量超过1000的分子配合物的方法仍然有限。本研究的目的是开发一种构建大分子复杂系统的方法，同时发现首先通过络合作用表达的功能。在卟啉大环与能量受体的超分子络合研究中，具有三个吡啶基团的配体的缔合常数为2.1E7 1/M，具有吡啶基团和富勒烯的配体的缔合常数为3.1E8。 1/M，表明我发现两点金属-配体相互作用和富勒烯-卟啉相互作用的组合比三点金属-配体配位形成复合物更有效。当我们使用荧光光谱仪研究这些配合物的光化学性质时，我们发现当添加4当量的配体时，大环的荧光被猝灭95%，能量从激发的卟啉转移到掺入到配合物中的富勒烯上。或者，发现电子转移有效地发生。这些结果预计将导致人工光合作用装置的创建。此外，当将上下两侧总共有六个羧酸的卟啉大环引入脂质双层膜时，观察到大的离子通道电流。我们还发现，可以通过添加和去除阳离子树枝状聚合物分子来控制离子通道电流的开启和关闭。这一结果表明，两个卟啉大环分子通过羧酸的协同氢键以超分子方式垂直排列，形成穿透膜的纳米孔。未来，预计该方法将应用于诸如通过膜传输物质等问题。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ポリフィリンマクロリングの超分子組織化とアンテナ機能

卟啉大环的超分子组织和天线功能

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Furutsu;Daisuke;佐竹彰治;Akiharu Satake;稲葉勇介;小玉一博;藤澤香織;東慎太郎
通讯作者：
東慎太郎

A giant supramolecular light-harvesting antenna-acceptor composite

DOI：
10.1021/ic050029
发表时间：
2005-06-27
期刊：
INORGANIC CHEMISTRY
影响因子：
4.6
作者：
Furutsu, D;Satake, A;Kobuke, Y
通讯作者：
Kobuke, Y

遷移金属錯体を用いたポルフィリンの機能化と多量化-巨大機能性分子系の構築と課題

使用过渡金属配合物进行卟啉的功能化和多聚化——大功能分子系统的构建和挑战

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
有機合成化学協会誌 65
影响因子：
0
作者：
Tomotaka Hirabayashi;Satoshi Sakaguchi;Yasutaka Ishii;Akihdru Satake;Yuji Miyazaki;Yusuke Kuramochi;Akihdru Satake;Akihdru Satake;佐竹彰治
通讯作者：
佐竹彰治

Ligand-Induced Interconversion of a Coordination-Organized Porphyrin Dimer : a Potential Fluorescence-based Molecular Memory Monitor

配位组织卟啉二聚体的配体诱导互变：一种潜在的基于荧光的分子记忆监测器

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Inorg. Chem. 46
影响因子：
0
作者：
Tomotaka Hirabayashi;Satoshi Sakaguchi;Yasutaka Ishii;Akihdru Satake;Yuji Miyazaki;Yusuke Kuramochi;Akihdru Satake
通讯作者：
Akihdru Satake

Construction of a Suprarmolecular Host-Guest System between a Macrloring Assembly and a Tripodalligand as a Light Harvesting Antenna"

作为光捕获天线的Macrloring组装体和三足配体之间的超分子主客体系统的构建"