デンドリマー三量体のフォールディングによる精密ナノ構造の創出と機能発現

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先に亜鉛ポルフィリン核を有する共役鎖内包型デンドリマーの両末端に別のタイプの亜鉛ポルフィリン核を有する共役鎖内包型デンドリマーをクリック化学の手法を応用して連結することで直鎖三量体の合成を達成した。同様の手法を応用することで異なるタイプの亜鉛ポルフィリン核を有する二種のデンドリマーから構成される直鎖二量体を構築した。サイズ排除クロマトグラフィーによって繰り返し生成物を分離精製することで直鎖二量体を単離することに成功した。核磁気共鳴スペクトルおよび質量分析によって二量体の構造を同定し、高純度で得られていることを確認した。亜鉛ポルフィリン核と配位結合を形成できる二座配位子であるビピリジン(bpy)およびジアザビシクロオクタン(DABCO)を外部刺激分子として用いて直鎖二量体を環状高次構造に導くことを検討した。紫外可視吸収スペクトル滴定によって直鎖二量体と二座配位子との錯体形成挙動を追跡した。配位子としてbpyを用いた場合は、期待した１：１錯体の形成は確認できず複雑な錯体形成挙動が観測された。一方、bpyと比較して配位力が強いDABCOを外部刺激分子として用いた場合は、直鎖二量体の亜鉛ポルフィリン部とDABCOの錯体形成を示唆するスペクトル変化を観測できた。理論式を用いて吸収スペクトル滴定の結果を再現することに成功し、安定な１：１錯体の形成を確認した。また、蛍光スペクトルを用いて、二量体と配位子との錯体形成反応を追跡した。その結果、bpyを用いた場合も1：1錯体が形成されていることを明らかにした。しかし、二量体とbpyの1：1錯体は相対的な安定性が低いため、溶液中における支配的な化学種ではないことがわかった。一方、二量体とDABCOの1：1錯体は高い相対的な安定性をもっていた。以上の結果より、外部刺激分子を用いて直鎖二量体を安定な環状高次構造に誘導する手法を確立した。