Yamagata University
Department of Chemistry, Faculty of Science
研究内容
有機化学的な視点から、種々の機能性化合物を設計、合成し、その機能を評価しています。 特定の物質を認識し、捕捉することが可能な人工レセプターは物質の検出や選択的な除去などが可能となるため、近年盛んに研究されています。我々は、合理的にデザインした人工レセプターや人工酵素を合成し、それら化合物について分光学的に評価する研究を行っています。また、これらの知見を利用した分子触媒の開発も目的としています。
生体内の酵素やレセプターを模倣したアニオンレセプターの開発
アニオンを認識する人工アニオンレセプターは医療や環境におけるアニオン種の分析などの重要性から、最近盛んに研究されている。我々は、アニオン捕捉部位としてセリンやトレオニンの側鎖であるヒドロキシ基に注目し、ヒドロキシ基を分子内に有するアニオンレセプターを開発している。また、水素結合アクセプターなどを分子内に導入することにより、高い選択性でリン酸二水素アニオンを認識することが可能なレセプターを構築している。
蛍光部位を導入することで、蛍光スペクトルを用いて高感度なアニオンの定量が可能となる。このような観点から、蛍光部位を有するレセプターについても検討している。
ビアリールをレポート部位として有するイオンセンサーの開発
ビアリールをレポート部位として有するイオンセンサーの開発
2,2'-ビナフタレンは剛直なナフタレン骨格を柔軟な単結合で結んだ構造を有しており、強い蛍光発光を示す。我々は2,2'-ビナフタレンの8,8'位に種々の官能基を有する一連の誘導体を合成し、蛍光性レセプターとしての応用について検討している。これまでに、アニオン、アルカリ土類金属イオン、DNAとの相互作用について検討した。最近、可視領域に蛍光を有する2,2'-ビアントラセン誘導体を合成し、バリウムイオンを肉眼で検出できる蛍光プローブを開発した。また、尿素を認識部位として導入したレセプターが塩化物イオン選択性電極のキャリアーとして利用可能であることを報告している。
2,2'-ビナフタレンは剛直なナフタレン骨格を柔軟な単結合で結んだ構造を有しており、強い蛍光発光を示す。我々は2,2'-ビナフタレンの8,8'位に種々の官能基を有する一連の誘導体を合成し、蛍光性レセプターとしての応用について検討している。これまでに、アニオン、アルカリ土類金属イオン、DNAとの相互作用について検討した。最近、可視領域に蛍光を有する2,2'-ビアントラセン誘導体を合成し、バリウムイオンを肉眼で検出できる蛍光プローブを開発した。また、尿素を認識部位として導入したレセプターが塩化物イオン選択性電極のキャリアーとして利用可能であることを報告している。
シラノールを利用したレセプターの開発
シラノール（Si-OH)を水素結合ドナーとして人工レセプターに利用した例は報告がなく、その基本的な情報の蓄積が重要であると考えられる。我々は世界ではじめて、シラノールをアニオンレセプターの認識部位として利用し、それらレセプターの会合能について評価してきた。その結果、通常よく利用されるアミドなどのNHと少なくとも同等の会合能を有することを見出した。
単一元素で2つのアリール基を連結した新規蛍光分子の創出
炭素やケイ素に2つのアリール基、例えばピレニル基を連結した一連の化合物が溶媒の極性に応じて、長波長域にエキシマー様蛍光を示すことを見出した。これら分子は溶媒極性センサーとして利用可能なだけでなく、新規な蛍光材料としても利用可能であると考えられる。これら一連の化合物の合成と、その光物理学的な性質について解明を進めている。