分子相関化学領域

About研究室について

有機合成と分子間相互作用で、高機能材料をつくる。

分子相関化学領域（木田研究室）は、有機合成と分子間相互作用を組み合わせて、環境保全や医療に役立つ高機能材料の開発を目指す研究室です。
デンプンから得られる環状の糖「シクロデキストリン」の、分子を包み込む性質を生かした材料や構造体を研究しています。
たとえば、絶縁油に混ざった有害なポリ塩化ビフェニル（PCB）を取り除く吸着剤の開発に取り組み、実用化に向けて研究を進めています。

Research研究テーマ

有機合成と分子間相互作用を巧みに組み合わせて、人と環境にやさしく、環境保全や医療に役立つ高機能材料の開発を行っています。研究の多くは、環状の糖シクロデキストリンの、分子を包み込む性質を生かした材料や構造体に関するものです。

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油の中で分子を包む環状の糖↗

適切に化学修飾したシクロデキストリン（CD）が、油や非極性溶媒の中でも分子を包接できることを見出しました。これを吸着剤にして、絶縁油に微量混入したPCBを選んで取り除けることを示し、実用化に向けて研究しています。

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複数のリンカーをもつCD二量体↗

CDを2分子、複数のリンカー（連結部分）でつないだ二量体を、簡便に合成しました。トランス型や飽和のものよりシス型の長鎖脂肪酸エステルに選択的な包接能を示し、標的の分子に合わせた精密な分子認識につながると考えています。

CDが並んだ超分子構造体↗

CDが水素結合で一直線に並んだチャンネル型集合体から、さまざまな形のナノ・マイクロ構造体を作っています。γ-CDの水溶液を2-プロパノールに滴下すると、1辺数mmのマイクロキューブが沈殿として得られ、油や有機溶媒をゲル化できます。

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環骨格を変えたCD↗

CDの環の骨格にスペーサーを挿入する設計で、空孔の形と大きさを自在に制御できるCD誘導体を簡便に合成しました。「環結合変換CD」の簡便合成にも成功し、これまで包接困難とされていたポリアクリル酸などを包接できることを明らかにしました。

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