アニオン応答性ナノ構造の制御

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アニオン認識能を有するπ共役系非環状型素子(ジピロリルジケトンホウ素錯体)を構成するピロール環の反応性を利用してレセプター周辺へ種々のユニットを導入する手法を確立し、たとえばπ共役が拡張され、かつアニオンに対する多点認識が可能な芳香環置換レセプター誘導体の創製を実現した。また、ホウ素周辺をジオールユニットで連結した誘導体を合成し、とくに適切にスペーサー架橋されたII字型2量体が特定のジアニオンに対する会合選択性を示すことを明らかにした。一連のアニオンレセプターが固体(結晶)状態において、π平面間での相互作用を利用したスタッキング構造や、レセプター-アニオン会合体および対カチオン間での規則的な交互配列からなる「電荷積層型」構造を形成することを見出した。そこで「補助的な相互作用部位」である長鎖アルキル基を導入したレセプター誘導体を合成し、これを基本ユニットとして次元制御された集合体からなるアニオン応答性超分子オルガノゲルの形成に成功した。この刺激応答性ソフトマテリアルはアニオンとの会合体形成に起因した分子構造および組織形態の変化によって光物性が制御可能であり、またアニオンに付随する嵩高い立体型対カチオンがアニオン-レセプター会合体と溶解性の高いイオンペアを形成することも形態制御の重要な要因であることを明らかにした。さらに、親水性基で置換された両親媒性レセプター誘導体を合成し、水溶液中においてH会合体から構成されるベシクルやナノシリンダー構造などの溶媒駆動型集合体の形成を実現した。