歯車状両親媒性分子から構築されるディスクリートな水溶性超分子カプセルの機能創成

由齿轮状两亲分子构建的离散水溶性超分子胶囊的功能创建

基本信息

批准号：
10J07500
负责人：
中村貴志
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

歯車状両親媒性分子から疎水効果により形成する超分子カプセルの外部修飾による機能化を目指し研究を遂行した。具体的には、歯車状両親媒性分子のピリジニウム基のN原子上に3-ブチン-1-イル基を導入した分子を新規に設計して会合体形成を試みた。その結果、一義的な構造を有する水溶性四量体カプセルが形成し、溶液中における側鎖の三次元精密配列が達成された。今後、末端アルキンに対する機能性部位の導入、および多点での協同的分子認識を利用した外部刺激への選択的応答など、さらなる研究の展開が期待できる。さらに、歯車という形状特性が作り出す分子集合体の性質・機能に関する知見をさらに発展・一般化させることを目的として研究を展開した。具体的には、四つの2,2'-ビピリジル基を亜鉛ポルフィリン環のメソ位に直接結合したC4対称歯車状配位子をビルディングブロックとし、金属イオンとの配位駆動自己集合を用いて、新規な超分子モチーフ、さらには構造構築のための新たな概念の創出を目指した。研究の結果、金属イオンの特性を生かし、かご型六量体亜鉛錯体、バレル型四量体亜鉛錯体、サンドイッチ型二量体銀錯体など、多様なポルフィリン超分子構造を構築することに成功した。特に亜鉛イオンを利用した自己集合においては、異なる金属中心を一つの構造中に有する非対称な金属錯体を、一種類の配位部位からなるC4対称歯車状配位子を用いて実現した。複雑かつ一義的な構造の構築を達成したのは以下の三つの戦略による。すなわち、1)複数の配位構造を誘起するバランスの良い錯体形成条件、2)適度な配位力を持った溶媒や対アニオンの置換活性なキャップ配位子としての利用、3)剛直な歯車状配位子骨格による金属中心間の相対位置の規定、である。本研究で達成した上述の自己集合手法は、複雑で精巧な分子システムの設計・構築に新たな方向性を与えるものである。

我们进行了研究，通过外部修饰由齿轮形副分子的疏水作用形成的超分子胶囊的外部修饰。具体而言，我们设计了一个新分子，该分子具有在齿轮形分子分子的吡啶基组的N-ATOM上引入的3-叔丁蛋白-1-OL组。结果，形成了具有单个结构的水 - 溶剂四囊，并实现了溶液中侧链的三维精度阵列。将来，可以预期进一步的研究，例如为末端藻类引入功能部位，以及使用多点合作分子识别的对外部刺激的选择性反应。此外，开发了研究，以进一步发展和推广由齿轮形状特征产生的分子组装的知识和功能。具体而言，将四个2,2'-vipirizil基团与锌聚苯环的中位置直接相结合的C4对称齿轮形配体被用作构建块，并使用金属离子的协调器的协调器。我们旨在创建一个新的超级分子主题，甚至是一个新的结构构建概念。研究的结果，我们成功地建立了各种polphillin Super分子结构，例如金属离子的特性，例如篮子-type六元锌元素，桶形四元锌元素和三明治型双体银复杂的。特别是，在使用锌离子的自组装中，使用一种由一种配位组成的C4对称齿轮分配器实现了一种在一个结构中具有不同金属中心的非对称金属配合物。这是由于以下三种策略实现了复杂而均匀的结构。换句话说，1）诱导多个流浪结构的平衡的复合形成条件，2）用作具有中等分布功率的溶剂和抗-anti -Anti -anti -vandal cappot，3）这是刚性齿轮。由于骨骼而导致的金属中心之间的相对位置。在这项研究中实现的上述自我填充方法为复杂而精心设计的分子系统设计和构建提供了新的方向。