超分子構造を有する超極細ホースの合成
【課題】新しいマクロサイクル（オキサジアゾール基の数は３〜４）の合成により、超分子構造を有する超極細ホースの合成を提供することを目的とする。
【解決手段】オキサジアゾール基を骨格の一部とする新しいマクロサイクル（オキサジアゾール基の数は３〜４）の合成し、これが積層してホース状（又はチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤを形成する。
【解決手段】オキサジアゾール基を骨格の一部とする新しいマクロサイクル（オキサジアゾール基の数は３〜４）の合成し、これが積層してホース状（又はチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超分子構造を有する超極細ホースの合成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１開示の窒素含有基が互いに連結してマクロサイクルを形成した多座配位子が開示されている。また、特許文献２開示の中空構造を有する炭素繊維であって、その中空部に水等を内包する高分子が開示されている。さらにまた、特許文献３開示の機能性ナノ構造体が開示されている。
【特許文献１】ＷＯ２００３／０７８３８４
【特許文献２】特開２００５−２８１２７５
【特許文献３】特開２００２−３４６９９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来例には、オキサジアゾール基を骨格の一部とする（オキサジアゾール基の数は３〜４）マクロサイクル、このマクロサイクルが積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤおよびこれらの製造方法、並びに、オキサジアゾール基を骨格の一部とするマクロサイクル（オキサジアゾール基の数は３〜４）が積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤであって、ホース内に水分子を内包するナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤが開示されていない。
【０００４】
また、従来の代表的なナノチューブとしてカーボンナノチューブがあるが、これは、カーボンナノチューブが１分子からなっているためこれ以上分割することは、不可能であった。
【０００５】
本発明は、オキサジアゾール基を骨格の一部とする新しいマクロサイクル（オキサジアゾール基の数は３〜４）の合成により、超分子構造を有する超極細ホースの合成を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明は、オキサジアゾール基を骨格の一部とする（オキサジアゾール基の数は３〜４）マクロサイクル、このマクロサイクルが積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤおよびこれらの製造方法である。この新規マクロサイクルは、超分子化機能を有しこれが積層してナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤを形成するのである。前記したように、従来のカーボンナノチューブが、１分子からなっているためこれ以上分割することは、不可能であるのに対し、本発明では、
超分子化機能を有しこれが積層しナノホース状（又はナノチューブ状）を形成するためチューブの構成成分に再分割することが可能である。
【０００７】
第２発明は、オキサジアゾール基を骨格の一部とするマクロサイクル（オキサジアゾール基の数は３〜４）が積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤであって、ホース内に水分子を内包するナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤである。この新規マクロサイクルは、超分子化機能を有しこれが積層してナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤは、水分子を内包しているのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を具体化した実施例１について図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【０００９】
オキサジアゾールを有するマクロサイクルを次のように合成する。
5-tert-ブチルイソフタル酸(13.33 g, 60 mmol)とチオセミカルバジド(5.47 g, 60 mmol)をポリりん酸(180 g)に加え、メカニカルスタラーを使用して180 ℃で4時間かき混ぜた。これを室温付近まで放冷した後、氷水（300 mL）に注ぎ、１時間かき混ぜた。沈殿をハイフロスーパーセルでろ過し、固体を水とメタノールで洗浄した。これをアルミナクロマトグラフィー（溶出液：クロロホルム）で分離精製した。得られた固体は、オキサジアゾール基３および４個を有しているマクロサイクルの混合物であった。これを再結晶（溶媒クロロホルム/酢酸エチル=2:1）によって分離精製すると、オキサジアゾール基４個を含有するマクロサイクル(0.26 g, 収率2%)が得られた。これを昇華精製すると無水物が得られ、元素分析によって確認された。
ナノワイヤ(I) を次のように作製する。
マクロサイクル(2.5 mg)をクロロホルム(12.5 mL)に溶解し、酢酸エチル（12.5 mL）を注いだ。1時間室温で放置し、析出した固体を基板に分取した。これを乾燥したのち、走査型電子顕微鏡による観察を行ったところ、直径1 μm−100 nmの分子ワイヤーが観測された（図１）。元素分析の測定を行った結果、測定値C, 70.40; H, 6.02; N, 13.71%, 理論値（C48H48N8O4・H2O）C, 70.40; H, 6.15; N, 13.68%の分析結果が得られ、水分子を内包することが明らかになった。
ナノワイヤのＸ線結晶構造解析を次のように行った。
マクロサイクルをクロロホルム−メタノールの混合溶液に溶解し、再結晶を行った結果、0.18×0.05×0.05 mmの単結晶が得られた。これを-100 ℃でＸ線結晶構造解析を行った結果、図２のような分子配列を有するナノホース構造が観測された。このナノホースは水分子を内包しており、水分子は大きく振動している様子が明らかになった。さらに、このナノホースは自己集合して、図３に示すナノホースの束を形成していた。このナノホースの束は大きく成長し、図１のナノワイヤを構築したものと考えられる。このため、図３はナノワイヤの断面構造図と考えられる。
ナノワイヤ(II) を次のように作製する。
マクロサイクル(2.5 mg)をクロロホルム(12.5 mL)に溶解し、ヘキサン（12.5 mL）を注いだ。1時間室温で放置し、析出した固体を基板に分取した。これを乾燥したのち、走査型電子顕微鏡による観察を行った結果、直径500 nm−50 nmの分子ナノワイヤが観測された（図４）。
以上において、本発明を実施例１に即して説明したが、本発明は上記実施例１に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明のホース状（又はチューブ状）の超分子は、分子導線として超小型ＬＳＩへの応用、分子ポンプとして人工毛管血管などの生体材料への応用、分子カプセルとしてドラッグデリバリー・システムへの応用などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ナノワイヤ（I）の説明図である。
【図２】ナノホース構造の説明図である。
【図３】ナノワイヤ断面の説明図である。
【図４】ナノワイヤ（II）の説明図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は超分子構造を有する超極細ホースの合成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１開示の窒素含有基が互いに連結してマクロサイクルを形成した多座配位子が開示されている。また、特許文献２開示の中空構造を有する炭素繊維であって、その中空部に水等を内包する高分子が開示されている。さらにまた、特許文献３開示の機能性ナノ構造体が開示されている。
【特許文献１】ＷＯ２００３／０７８３８４
【特許文献２】特開２００５−２８１２７５
【特許文献３】特開２００２−３４６９９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来例には、オキサジアゾール基を骨格の一部とする（オキサジアゾール基の数は３〜４）マクロサイクル、このマクロサイクルが積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤおよびこれらの製造方法、並びに、オキサジアゾール基を骨格の一部とするマクロサイクル（オキサジアゾール基の数は３〜４）が積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤであって、ホース内に水分子を内包するナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤが開示されていない。
【０００４】
また、従来の代表的なナノチューブとしてカーボンナノチューブがあるが、これは、カーボンナノチューブが１分子からなっているためこれ以上分割することは、不可能であった。
【０００５】
本発明は、オキサジアゾール基を骨格の一部とする新しいマクロサイクル（オキサジアゾール基の数は３〜４）の合成により、超分子構造を有する超極細ホースの合成を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明は、オキサジアゾール基を骨格の一部とする（オキサジアゾール基の数は３〜４）マクロサイクル、このマクロサイクルが積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤおよびこれらの製造方法である。この新規マクロサイクルは、超分子化機能を有しこれが積層してナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤを形成するのである。前記したように、従来のカーボンナノチューブが、１分子からなっているためこれ以上分割することは、不可能であるのに対し、本発明では、
超分子化機能を有しこれが積層しナノホース状（又はナノチューブ状）を形成するためチューブの構成成分に再分割することが可能である。
【０００７】
第２発明は、オキサジアゾール基を骨格の一部とするマクロサイクル（オキサジアゾール基の数は３〜４）が積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤであって、ホース内に水分子を内包するナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤである。この新規マクロサイクルは、超分子化機能を有しこれが積層してナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤは、水分子を内包しているのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を具体化した実施例１について図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【０００９】
オキサジアゾールを有するマクロサイクルを次のように合成する。
5-tert-ブチルイソフタル酸(13.33 g, 60 mmol)とチオセミカルバジド(5.47 g, 60 mmol)をポリりん酸(180 g)に加え、メカニカルスタラーを使用して180 ℃で4時間かき混ぜた。これを室温付近まで放冷した後、氷水（300 mL）に注ぎ、１時間かき混ぜた。沈殿をハイフロスーパーセルでろ過し、固体を水とメタノールで洗浄した。これをアルミナクロマトグラフィー（溶出液：クロロホルム）で分離精製した。得られた固体は、オキサジアゾール基３および４個を有しているマクロサイクルの混合物であった。これを再結晶（溶媒クロロホルム/酢酸エチル=2:1）によって分離精製すると、オキサジアゾール基４個を含有するマクロサイクル(0.26 g, 収率2%)が得られた。これを昇華精製すると無水物が得られ、元素分析によって確認された。
ナノワイヤ(I) を次のように作製する。
マクロサイクル(2.5 mg)をクロロホルム(12.5 mL)に溶解し、酢酸エチル（12.5 mL）を注いだ。1時間室温で放置し、析出した固体を基板に分取した。これを乾燥したのち、走査型電子顕微鏡による観察を行ったところ、直径1 μm−100 nmの分子ワイヤーが観測された（図１）。元素分析の測定を行った結果、測定値C, 70.40; H, 6.02; N, 13.71%, 理論値（C48H48N8O4・H2O）C, 70.40; H, 6.15; N, 13.68%の分析結果が得られ、水分子を内包することが明らかになった。
ナノワイヤのＸ線結晶構造解析を次のように行った。
マクロサイクルをクロロホルム−メタノールの混合溶液に溶解し、再結晶を行った結果、0.18×0.05×0.05 mmの単結晶が得られた。これを-100 ℃でＸ線結晶構造解析を行った結果、図２のような分子配列を有するナノホース構造が観測された。このナノホースは水分子を内包しており、水分子は大きく振動している様子が明らかになった。さらに、このナノホースは自己集合して、図３に示すナノホースの束を形成していた。このナノホースの束は大きく成長し、図１のナノワイヤを構築したものと考えられる。このため、図３はナノワイヤの断面構造図と考えられる。
ナノワイヤ(II) を次のように作製する。
マクロサイクル(2.5 mg)をクロロホルム(12.5 mL)に溶解し、ヘキサン（12.5 mL）を注いだ。1時間室温で放置し、析出した固体を基板に分取した。これを乾燥したのち、走査型電子顕微鏡による観察を行った結果、直径500 nm−50 nmの分子ナノワイヤが観測された（図４）。
以上において、本発明を実施例１に即して説明したが、本発明は上記実施例１に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明のホース状（又はチューブ状）の超分子は、分子導線として超小型ＬＳＩへの応用、分子ポンプとして人工毛管血管などの生体材料への応用、分子カプセルとしてドラッグデリバリー・システムへの応用などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ナノワイヤ（I）の説明図である。
【図２】ナノホース構造の説明図である。
【図３】ナノワイヤ断面の説明図である。
【図４】ナノワイヤ（II）の説明図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オキサジアゾール基を骨格の一部とする（オキサジアゾール基の数は３〜４）マクロサイクル、このマクロサイクルが積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤおよびこれらの製造方法。
【請求項２】
オキサジアゾール基を骨格の一部とするマクロサイクル（オキサジアゾール基の数は３〜４）が積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤであって、ホース内に水分子を内包するナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤ。
【請求項１】
オキサジアゾール基を骨格の一部とする（オキサジアゾール基の数は３〜４）マクロサイクル、このマクロサイクルが積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤおよびこれらの製造方法。
【請求項２】
オキサジアゾール基を骨格の一部とするマクロサイクル（オキサジアゾール基の数は３〜４）が積層したナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤであって、ホース内に水分子を内包するナノホース状（又はナノチューブ状）の超分子が束となったナノワイヤ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−６９０８６（Ｐ２００８−６９０８６Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４７１８４（Ｐ２００６−２４７１８４）
【出願日】平成１８年９月１２日（２００６．９．１２）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１８年３月１３日 社団法人 日本化学会発行の「日本化学会第８６春季年会−講演予稿集２」に発表
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１８年６月１４日 「中日新聞」に発表
【出願人】（３０４０２１２７７）国立大学法人 名古屋工業大学 (784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１２日（２００６．９．１２）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１８年３月１３日 社団法人 日本化学会発行の「日本化学会第８６春季年会−講演予稿集２」に発表
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１８年６月１４日 「中日新聞」に発表
【出願人】（３０４０２１２７７）国立大学法人 名古屋工業大学 (784)
【Ｆターム（参考）】
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