分子量が制御された高分子を鋳型とする単分子膜の重合

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究の目的は、(1)二次元界面を反応場として、厳密に制御されたモノマーシークエンスと分子量を持つ合成高分子を重合すること、(2)そのようなナノ構造を有する高分子をさらに高次のレベルで組織化し、分子フォトニクス材料などの分子機能性材料を構築しようとするものである。具体的には、核酸高分子を鋳型として厳密に制御されたシークエンスと分子量を持つ合成高分子を得ること、それらの高分子をナノメーターからマイクロメーターにかけたメゾスコピック領域において組織化することである。すでに我々は、核酸塩基の長鎖誘導体が気液界面においてDNA中と同様に選択的な水素結合の相補対を形成することを見いだしている。例えば、オクタデシルアデニンとオクタデシルチミンの等モル混合単分子膜では、Watson-Click型の塩基対がスタックしオクタデシルアクリジンオレンジのような平面性のよい分子をインターカレートすることを明らかにした。さらに、下水相にシングルストランドの核酸ポリマーを添加すると、塩基対単分子膜と核酸ポリマーの間でHoogsteen型の特異的な水素結合による塩基三量体形成がおこることを見いだした。本年度は、シングルストランドの核酸ポリマーを鋳型とした核酸塩基単分子膜の精密重合をめざして、トポタクティックな光重合が知られているジアセチレンを疎水部に有する核酸塩基誘導体を新たに合成し、それらの単分子膜形成と紫外線照射による光重合を検討した。Michael付加反応でそれぞれ9ならびに1位にカルボキシエチル基を導入したアデニンおよびチミンをパラニトロフェノールの活性エステルとし、10,12-pentacosadyn-1-olとイミダゾール存在下でエステル交換し、ジアセチレンをアルキル鎖内に有する核酸塩基誘導体C_<12>DAC_9Ade、C_<12>DAC_9Thyを合成した。単独ならびにこれらの1:1混合物のクロロホルム溶液を気水界面に展開し、表面圧-面積曲線を測定した結果、C_<12>DAC_9Adeは、20℃°において凝縮膜を形成するのに対しC_<12>DAC_9Thyでは膨張膜となり、温度をさげると膨張膜から凝縮膜への相転移が観察された。混合膜にすると崩壊圧の高い凝縮膜となることからアデニンとチミン間での相互作用が示唆される。