疎水認識によるセルロース誘導体の高機能化

通过疏水识别实现纤维素衍生物的高功能性

基本信息

批准号：
11760122
负责人：
上高原浩
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11760122/
关键词：
セルロースセロビオース還元性末端

项目摘要

(1)アルキル鎖長の異なるセルロース誘導体の合理的合成:新たに15-azido-pentadecanoylchlorideをセルロースの末端アミノ基と縮合させた。縮合剤としてEEDQを用いる方法より反応が短時間に完結する利点を持つ。さらにアジド基の還元によるアミノ基への変換を繰り返すことにより、炭素数15のアルキル鎖ブロックを4つ持つセルロース誘導体シリーズを合成した。このセルロース誘導体のアセチル基を除去することにより、常温で液晶性を示すポリマーを得た。(2)セロビオース誘導体へのアルキル鎖導入およびMALDI-TOF-MSによる構造解析:MALDI-TOF-MSを用いてこれまで困難であった副生成物の構造を推定したところ、アジド基の還元反応の際に2量化が起こることが判明した。このことから、この反応を繰り返すことにより、少量のデンドリマーlikeな構造を持つ分子が生成することを確認した。(3)最終末端官能基のセルロース誘導体への導入:また、セルロースのモデル化合物としてセロビオースを用い、その還元性末端へ15-hydroxypentadecanoicacidをアミド結合で導入した。その長鎖アルキル鎖末端へ重合性官能基としてメタクリル酸を導入した。この化合物の原子移動ラジカル重合により、分子量分布が精密に制御されたセロビオース含有櫛形ポリマーを新規に得た。重合条件を詳細に検討した結果、このモノマーは重合度10程度で反応が停止することが示された。この反応溶液中で重合物は結果重合活性末端が重合物中心に埋もれた星形ポリマーのようなコンホメーションをとることが示唆された。セルロース誘導体を用いた反応を現在検討中である。(4)長鎖疎水基末端へのチオール基の導入とその応用:セルロース誘導体の還元性末端へ導入された長鎖疎水基末端の水酸基をメシル化、チオアセチル化により硫黄原子を導入した。このセルロース誘導体を直径20nmの金コロイド粒子と共に脱アセチル化すると、特異的に金粒子とセルロース誘導体が相互作用し、セルロース誘導体が菌コロイドを内部に取り込むことが走査型電子顕微鏡により示された。また金コーティングされたマイカ上でこのセルロース誘導体を脱保護すると金上へセルロース誘導体が均一に吸着することがAFMにより確認された。

（1）与烷基链长度不同的纤维素衍生物合理合成：一种新的15-齐多二苯甲酰氯化物与末端氨基纤维素组凝结。它的优点是，反应在短时间内完成了，而使用EEDQ作为冷凝剂。此外，合成了一系列具有15个具有15个碳原子的烷基链块的纤维素衍生物，通过减少叠氮基衍生物来重复转化为氨基组，合成了一系列纤维素衍生物。通过去除该纤维素衍生物的乙酰基，在室温下获得了表现出液晶度的聚合物。（2）使用MALDI-TOF-MS引入烷基链和结构分析：当使用MALDI-TOF-MS估算了以前困难的副产物的结构时，发现在叠氮化物组还原反应过程中发生了二聚化。从中可以证实，通过重复该反应，产生了类似于树枝状聚合物的结构的少量分子。（3）将最终末端官能团引入纤维素衍生物中：纤维二糖也被用作纤维素的模型化合物，并将15-羟基乙酸酸酯引入使用酰胺键中的还原端。将甲基丙烯酸作为一个可聚合的官能团引入了长链烷基链末端。通过原子转移该化合物的自由基聚合，新近获得了含纤维酶的梳子聚合物，并精确地控制了分子量分布。在详细研究了聚合条件后，表明该单体的反应在约10个聚合度中停止。有人提出，该反应溶液中的聚合物将采用构象，例如星形聚合物，其中聚合物活性端埋在聚合物的中心。目前正在研究使用纤维素衍生物的反应。（4）将硫醇基团引入了长链疏水基团的末端及其应用：在一个长链疏水基团的末端的羟基引入了纤维素衍生物的还原末端，并介绍了硫乙酰化，并引入了硫乙酰化。当该纤维素衍生物用直径为20 nm的胶体金颗粒脱乙酰基，而与纤维素衍生物特异性相互作用的金颗粒，纤维素衍生物通过扫描电子显微镜显示，该纤维素衍生物将纤维素衍生物掺入了内部的细菌胶体。此外，AFM证实，这种纤维素衍生物在金色涂层云母上的脱落将导致纤维素衍生物均匀吸附到金上。