A molecular machine is defined as an assembly of a distinct number of molecular components that are designed to perform machinelike movements linked to a specific function as a result of an appropriate external stimulation. A molecular machine has been interested in as a research object with respect to synthesis, functionalization and control of the dynamics. So far, various researches on rotaxane-based molecular machines, which are a mechanically-interlocked molecular architectures consisting of axle molecules and ring molecules, have been reported. Control of relative motions between components is important for the development of molecular machines. However, there are relatively few researches on direction dependent motions of rotaxanes, so called molecular ratchet research, although there have been numerous reports on thermodynamic control on ring shuttling. In this presentation, I will introduce two researches on molecular ratchets, and then I will show you my approach to a molecular ratchet.
いくつかの構成分子が組み合わさってできる分子集合体のうち、適切な外部刺激による制御化が出来、しかもなんらかの機能に関連する機械的な動きを引き起こすようにデザインされたものは分子機械と言われる。分子機械はその大きさが著しく小さく、合成、機能の導入、ダイナミクスの制御など様々な面からの研究対象として興味が持たれている。これまで、環状の分子と棒状の分子が機械的に繋がったロタキサンを利用した様々な分子機械が研究されてきた。構成分子間の相対的な動きを制御することは、分子機械の発展には重要であり、シャトリング運動など構成分子の相対的な動きを熱力学的に制御する研究は比較的多くなされてきたが、方向によって異なる運動性を付与した分子機械、所謂分子ラチェットの研究は未だわずかしか報告されておらず、最も注目されている研究の一つである。今回は、分子ラチェットに関する研究例を二つ紹介し、その後分子ラチェットの開発に向けた私のアプローチを紹介する。