アニオンに対する協同的な認識を利用した超分子ポリマーの構築

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非環状型認識素子(レセプター)は、環状構造と比べて特定のゲスト種に対する会合能や選択性が低下するものの、柔軟な骨格構造を利用した、外部刺激による形状制御が可能となる。π共役系複素環であるピロール環は生体色素クロロフィルやヘムなどの構成要素であるが、その窒素部位が水素結合供与体NHおよび受容体Nとして機能する二面性を有することから、われわれは非環状型ピロール誘導体の柔軟な骨格構造を基盤とした、ゲスト種(アニオンや金属イオン)に対する効果的な錯形成挙動の発現や超分子ナノ組織体の構築を実現した(J.Am.Chem.Soc. 2006, Chem.Asian J. 2007, Chem.Commun. 2007, Chem.Eur.J. 2007)。非環状型ピロール誘導体とアニオンの相互作用による超分子構造やナノマテリアル形成に関してはこれまでほとんど報告例がなかった。われわれは平面性を有する非環状型π共役系オリゴマーを新たに合成し、2個のピロール環の「反転」にともなうNHと架橋CHを相互作用部位としたアニオンとの1:1錯体の形成や、アニオン種に依存する色彩や蛍光変化が観測された。種々の置換基を有するレセプターのアニオン認識挙動を検証し、理論計算の予測もふまえ、錯形成能には予備組織化構造の安定性、誘起効果によるNH部位の分極、静電反発、立体障害などが複雑に起因することを明らかにした(Inorg.Chem. 2006, J.Org.Chem. 2007)。側鎖に芳香環を導入し、π共役の伸張や、o-CH部位が相互作用部位としてふるまうことを各種分光法によって見いだした。さらに、長鎖アルキル基の導入によって炭化水素溶媒で超分子ゲルを形成し、そのアニオン応答性の発現を明らかにした(投稿中)。