感熱性スイッチング機能を有するImprintingハイドロゲル触媒の分子設計

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本研究は熱などの外部刺激に応答してその機能を変化させることのできるインテリジェンスハイドロゲルの創製に関する研究であり、Imprinting手法によってハイドロゲルに付与した分子認識能を熱応答させようという試みである。第一段階として機能性部位にアクリル酸ソーダ基を有する感熱性ハイドロゲルの合成を行い、その吸水能、及び金属イオン吸着能の熱応答性に関して検討を加えた。感熱性ハイドロゲルとして最も研究の進んでいるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAm)はアクリレートなどの電解質ユニットの存在によって熱応答性が阻害されることが知られており、本系への適用に際してはインターペネトレートネットワーク(IPN)構造を利用すること、さらには電解質ユニットの存在にその感熱性が妨害されにくいステアリルアクリレート系感熱性ハイドロゲルを応用することを試みた。これらゲルの吸水性及び重金属捕捉能における感熱性は98年、99年の高分子学会などにおいて報告した。また、本年度においては重金属イオンによりImprintingさせたハイドロゲルにPNIPAmをIPN構造をとらせることで導入し、その重金属捕捉能における分子認識能を熱応答させることに成功した。すなわち、低温膨潤状態のハイドロゲルでは認識しない金属イオンを高温収縮状態において認識させるということである。さらに我々はこれらのIPN構造を利用した感熱性ハイドロゲルの基礎データーを基に、ヒスチジンユニットを導入した感熱性ハイドロゲル触媒の合成を行い、活性エステル分解反応における触媒能に対して感熱性を付与することに成功している。これらの結果はPacifichem 2000において発表し、また今春の高分子学会などにおいても報告する予定である。今後この感熱性ハイドロゲル触媒に分子認識能を付与する計画である。