カーボンナノリングのキーホルダー式固定化法の開発

〜金属イオンとの相互作用による機能性材料の創製に期待〜

ポイント

・機能性分子カーボンナノリングの新たな固定化・修飾法を開発。
・2つのリング分子が空間的につながった「カテナン注1)構造」の形成により、さまざまな分子構造に対してカーボンナノリングを「キーホルダーのようにぶら下げる」ことに成功。
・カテナン構造を活かして、金属イオンとの近接によるカーボンナノリングのリン光の長寿命化にも成功。新たなリン光材料の創製につながる成果。

概要

 国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM※)の伊丹 健一郎 教授、八木 亜樹子 特任准教授、同大学院理学研究科の石橋 弥泰 博士後期課程学生らは、九州大学大学院工学研究院の君塚 信夫 教授との共同研究で、カーボンナノリングに他の大環状分子注2)をキーホルダーのようにぶら下げることで、カーボンナノリングの新たな固定化・修飾法を開発しました。
 カーボンナノリングは短いカーボンナノチューブと呼べる構造をもつ分子群で、特異な環状構造に由来したユニークな性質をもつことから、機能性材料としての活用が期待されています。カーボンナノリングを応用するためには、構造修飾や固定化を行う必要がありますが、その手法は限られていました。また、一般的に行われている共有結合を介した直接修飾や固定化では、カーボンナノリングの構造が変化し、性質を不本意に変化させてしまうという問題がありました。
 本研究では、Active Metal Template (AMT)法注3)という戦略を用いてカテナン構造を形成することで、共有結合を介することなくカーボンナノリングに対し他の大環状分子を簡便に固定化させる「キーホルダー式」手法を開発しました。この手法により、カーボンナノリングの構造を変えずに様々な分子構造をつなぐことができます。また、カテナン構造を活かして金属イオンと相互作用させることにより、カーボンナノリングの示すリン光の長寿命化にも成功しました。このことから、本研究成果は新規リン光材料の創製や励起三重項を活用した化学の発展につながると言えます。
 本研究成果は、2023年8月31日付ドイツ化学会誌「Angewandte Chemie International Edition」のオンライン速報版に掲載されました。

用語解説

注1)カテナン:2つ以上の大環状分子が鎖のように共有結合を介さずに連結した分子集合体。1983年にストラスブール大学のJean-Pierre Sauvage教授が効率的なカテナンの合成法を開発したことで大きく発展し、2016年にノーベル化学賞を受賞した。
注2)大環状分子:炭素原子や酸素原子などにより形成された大きな環状の分子。一般的に、環状構造を形成する原子が12個以上あるものを指す。
注3)Active Metal Template (AMT)法:共有結合を介さず、分子同士を機械的に連結するための手法の一つ。2006年にマンチェスター大学のDavis A. Leigh教授や東京理科大学の斎藤慎一教授の研究グループによって開発された。

詳細

詳細はプレスリリースをご参照ください。

世界34カ国の150万人のデータからなる国際共同コホート研究で修正可能な危険因子が心血管疾患罹患の半分を占めることを報告

3,000事業所のデータ解析から卸売業の業務改善に貢献する取り組みを明らかに

関連記事

  1. [2/20開催]洋上風力分野のリカレント教育に係…

    我が国の洋上風力分野におけるリカレント教育の取組みの先進事例の紹介と産業界・…

  2. 「脱」炭素から「DAC」炭素

    〜未来に向けたCO₂循環装置が大阪・関西万博に出展〜4月13日に開幕する…

  3. 5年連続!工学研究院 安達千波矢主幹教授が「Hi…

    〜安達千波矢主幹教授が「Highly Cited Researchers 2…

  4. ヒト遺伝子の“型”を網羅 データベース「JoGo…

    ~1.9万遺伝子に対する470万の配列型を収載、病気や遺伝解析を後押し~…

  5. 【6/5開催】第143回アジア・オセアニア研究教…

    戸高 浩司 教授(九州大学病院 ARO次世代医療センター)九州大学ア…

  6. 数値近似解法のひとつの理論的裏付けに世界で初めて…

    数値近似解法のひとつの理論的裏付けに世界で初めて成功ポイント・修…

  7. 逃避する動物が見せる目立つ行動、その性差を生じる…

    逃避する動物が見せる目立つ行動、その性差を生じる要因とは? チータ…

  8. SDGs Design Internationa…

    今年のテーマは「未来の食文化」をデザインしよう!今年のSDGsデザイ…