輪が一方向に併進するロタキサンの合成

环单向运动轮烷的合成

基本信息

批准号：
06J50652
负责人：
押切友也
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J50652/
关键词：
ロタキサンシクロデキストリンピリジニウム一方向性

项目摘要

生体内に於いては、分子が特異的な相互作用により超分子構造を構築し、それらがさらに複合化、組織化することでより高次の超分子構造を形成し、様々な機能、物性を発現している。これらの各分子単独では発揮し得ない機能が生命を維持していく上で必要不可欠である。本研究では、分子の移動方向を規制することにより生体が様々な機能を発現させることに成功していることに注目し、人工系でのこのように運動方向の制御された系を構築し、生体系のシステムを化学の観点から解明することをきわめて重要であると位置づけている。その達成には環状分子と軸分子が非共有結合によって連結されたロタキサン状化合物を生体系モデルとしたアプローチ方法が、最も簡単でかつ独創的が高いと考えられる。2位にメチル基を導入したピリジニウム基をロタキサンの軸分子の二つの包接部位(ステーション)間に導入するこにより、環状分子であるα-シクロデキストリン並進方向或いは速度を制御することに成功した。二つのステーション部位の個々の熱力学安定性はほとんど変わらないのにもかかわらず、シクロデキストリンの進行方向と後退方向の速度には2倍程度もの差がみられた。このことはロタキサン上の環状分子の進行方向を速度論的に制御できた例と言える。このような挙動はシクロデキストリン及び軸分子の非対称で剛直な性質に由来すると考えられる。以上のことから、輪が一方向に並進するロタキサンの合成に成功した。

在体内，分子通过特定的相互作用形成超分子结构，通过进一步络合和组织这些结构，形成了高阶的超分子结构，从而发挥了多种功能和物理性质。仅使用这些分子中的每一个无法实现的功能对于维持生命至关重要。在这项研究中，我们注意到，活生物体成功地调节了分子运动的方向，并将它们定位为在人工系统中构建这种受控运动系统，并从化学的角度阐明生物系统系统。为了实现这一目标，认为最简单，最原始的方法是使用类似轮济的化合物，其中循环分子和轴向分子通过非共价键作为方法模型将其连接起来。通过引入一个吡啶基，该基团在旋转烷烷轴向分子的两个夹杂物位点（站点）之间引入了甲基，我们成功地控制了环状分子的转化方向或速度，α-螺旋蛋白。尽管两个站点位点的单个热力学稳定性几乎没有变化，但在进展和缩回方向上的环糊精速度的差异约为两倍。可以说这是一个例子，可以动力控制循环分子的方向。据信这种行为源自环糊精和轴向分子的不对称，刚性性质。从上面，我们成功合成了旋转烷，其中环在一个方向上翻译。