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環境応答型発光性イオン液体ゲルの開発

発光性のシクロフォスファゼン系イオン液体(PFCP-IL)を含むポリメタアクリル酸メチル(PMMA)およびポリ塩化ビニル(PVC)ゲル調製した。外部刺激として熱を選択し、それぞれのゲルを一旦加熱し、室温へ冷却する(熱履歴を与える)と、PFCP-ILからの発光が増強する「熱誘起発光増強効果」が観測されることを明らかにした。この効果のメカニズムを明らかにすることで、90°C120°Cまでの10°C間隔の加熱温度にて感熱発光する4種類の透明ゲルの開発に成功した。これらのゲルを熱履歴温度が知りたい材料に貼付すれば、その材料の熱履歴温度を簡便に測定できることから、熱履歴センサーとしての活用が期待できる。PFCP-ILとポリメタアクリル酸メチル(PMMA)との複合ゲル(PFCP-IL/PMMA)の「加熱発光増強効果」の発光メカニズムについて検討した。加熱保持時間に対する発光強度比では、良好な直線関係が得られた。この直線の傾きは、単位時間あたりの発光増強度を反映していることから、発光増強速度(Vem)と定義した。Vemに対する温度依存性を検討したところ、良い相関関係が観測された。一般に、高分子電解質内のイオンの移動度に対する温度依存性は、Vogel-Tamman-Fulcher (VTF)式が適用されることが知られている。この式では、イオン移動度の逆数と絶対温度の逆数が直線関係となることで、イオン移動度が高分子のガラス転移温度(Tg)に依存することを示す。Vemをイオン移動度と見なして、VTF解析を行った結果、加熱保持温度の逆数に対して良好な直線関係が得られた。このことは、PFCP-ILが加熱による高分子鎖のセグメント運動と協同して移動することで、発光会合体が形成され、発光強度が増強されることを強く示唆している。さらに、PFCP-ILのアルキルアンモニウム部位の構造的な嵩高さもVemに大きく反映されることから、熱誘起発光増強は、高分子内をPFCP-ILが移動することによって形成される発光会合体の増加によると考えられた。この結果は、使用する高分子のTgが低い方がPFCP-ILが移動しやすいことを示している。実際に、PMMAよりもTgの低いポリ塩化ビニル(PVC)との複合ゲルを調製した結果、150°Cの加熱において、発光強度比がPMMAよりも50倍増強され、Vemも425倍になることがわかった。この結果は、推定した熱誘起発光増強特性のメカニズムの妥当性を示すものであり、発光前後の視認性が高いことから、PFCP-IL/PVCゲルが熱履歴センサーとして有望であることも示唆している。前年度までの検討結果から、発光性イオン液体(PFCP-IL)とポリ塩化ビニル(PVC)から構成されるPFCP-IL/PVCゲルが、熱履歴センサー(光を感じて発光ずるプラスチック材料)として必要な高い視認性を持つことが明らかになった。本年度は、PFCP-ILの含有量およびPVCの分子量等を変化させることで、発光開始温度が制御されたゲルの開発を行い、PFCP-IL/PVCゲルを熱履歴センサーとしてより実用化に近いもの開発することを目的として検討した。その結果、PVCの分子量あるいはPFCP-ILの含有量を変化させたゲルフィルムをそれぞれ調製することで、90°Cから140°Cまでの10°C間隔の加熱温度に対して感熱発光する5種類の透明フィルムの調製に成功した。この結果は、5種類のフィルムを熱履歴温度が知りたい材料に貼付すれば、その材料の熱履歴温度を発光強度により簡便に測定することができることを示しており、今回、熱履歴センサーとしての展開が期待できる結果を得ることができた。さらに、外部応答刺激として、これまで検討してきた熱以外に、機械的圧力に着目し、調製したゲルへの伸縮運動による発光増強度の変化についても検討した。ガラス転移温度が低く、比較的粘弾性のあるポリブチルメタアクリレート(PBMA)との複合体(PFCP-IL/PBMA)において、2cm程度の伸縮運動を3回繰り返すと、繰り返し前後において、約3.5倍の発光増強が観測された。このことは、高分子鎖の機械的な運動によってもPFCP-ILの発光会合体の形成が促進されることを示しており、PFCP-IL/PBMAが発光をモニターした機械的刺激センサーとしても活用できる可能性があることが示された。シクロフォスファゼン系イオン液体(PFCP-IL)において、アルキルアンモニウム部位のアルキル基の構造が異なる4種類のPFCP-IL誘導体の合成に成功した。また、フッ素原子を導入したアルキル基を持つPFCP-ILの合成はできなかった。次に対アニオンについて、通常のTFSI以外にPF6およびBF4を対アニオンとするPFCP-ILの合成にも成功した。しかし、TFSI以外のものは、常温において完全な液体状態にはならなかった。

合成したPFCP-IL誘導体の導電率および粘度の測定を行い、Waldenプロットにて分子会合性を評価した結果、他のイオン液体と比較して会合力が高いことがわかった。燃焼性の評価では、全てのPFCP-ILにおいて不燃性を示した。発光量子収率ではアルキル基がトリオクチル基であるPFCP-ILが最も高い値(4.4% in MeOH)を示すことがわかった。次に、PFCP-ILと有機高分子とのゲル複合体調製について、従来のアクリル系ポリマー以外に、ポリ塩化ビニル(PVC)およびポリエチレンビニルアセテート(EVA)との複合化に成功し、透明度の高いゲルが得られた。調製したゲルのガラス転移温度の測定から、これら高分子とPFCP-ILとの高い相溶性(可塑性)が確認できた。発光効率が最も高かったPFCP-ILとポリメタアクリル酸メチル(PMMA)およびPVCとのゲルにおいて発光スペクトルを測定した結果、ゲル化してもPFCP-ILからの発光が観測された。さらに、これらのゲルに熱履歴を与えると、PFCP-ILからの発光が増強する「加熱発光増強効果」が観測された。これは、加熱によってPFCP-ILの会合体形成が促進されたためと考えられる。さらにゲル膜の表面抵抗値を測定したところ、PFCP-ILの添加濃度の増加と共に抵抗値が減少し、PFCP-ILの帯電防止効果も確認できた。平成24年度での研究計画では、加熱による発光増強のメカニズムを解明することが目的であった。その目的は十分に達成された。また、得られたメカニズムを基に、熱履歴センサーとしてより実用化に近づくことができるPFCP-IL/ポリ塩化ビニル(PVC)ゲルの開発にも成功している。したがって、現在までの達成度としては、当初の研究計画以上に進展していると考えている。平成23年度に計画した実験項目については、全て遂行し、それぞれ実験結果を得ている。また、ゲル膜の透過率、表面抵抗値および発光スペクトルの測定は平成24年度計画に実施予定であったが、23年度に一部の実験を実施して結果を得ることができている。特に、加熱による発光増強効果の確認は、熱によって制御できる発光材料への発展の可能性を示唆しており、当初の研究目的に沿った実験結果が得られている。平成24年度で得られた研究結果から、熱応答に着目した「環境応答型発光性イオン液体ゲル」の開発に関する基礎的な知見は得ることができた。特にPFCP-IL/PVCゲルは、熱履歴センサー(光を感じて発光ずるプラスチック材料)として必要な高い視認性を持つ。25年度の研究では、PFCP-ILの含有量およびPVCの分子量等を変化させることで、発光開始温度が制御されたゲルの開発を行い、PFCP-IL/PVCゲルを熱履歴センサーとしてより実用化に近いもの開発することを目指す。さらに、外部応答刺激として、熱以外に、電気および機械的圧力に着目し、ゲル調製時における電圧印加による発光強度比の変化や、調製したゲルへの伸縮運動による発光強度比の変化を検討することも目指す。
鋼の組織が破壊靱性およびそのばらつきに及ぼす影響について

破壊現象は元来,確率的性質を有し破壊試験によって得られる結果はある確率分布関数にもとずく実現値であるので,その確率分布を知ることが実用上重要である.本研究では鋼の破壊靱性の確率分布は破壊の微視的機構(破壊条件)と密接な関係があるとの立場から先ず微視的破壊条件の確率的性質を明らかにした上で,種々の組織を有する鋼についてその破壊条件と破壊靱性との関係を定量的に調べ,微視的尺度における破壊過程の確率的要因が破壊靱性のばらつきにどのように反映されるかを検討した.さらに,破壊条件と破壊靱性との解析的相関関係を利用して丸棒引張り試験による破壊靱性の推定を試みた.へき開破壊の確率的性質に関しては次のような結論を得た.1)へき開破壊応力の確率分布はWeibull分布に従う.形状係数αは材料によってことなる.2)へき開破壊応力には切欠(応力勾配)の影響がみられその影響はFEM解析を用いた最弱リンクモデルによって定量的に良く説明できる.3)破壊靱性の確率分布は上記の結果を基にした解析的予測に近い分布を示し,材料による差は小さい.4)へき開破壊応力のばらつきは破壊靱性のばらつきの形に直接影響しない.組織,粒径,化学成分(炭素量, Nb添加物)を変化させた17種類の鋼について,へき開破壊応力,破壊靱性に及ぼす影響とそれら相互の関係について調べた結果,次のような結論を得た.1)へき開破壊応力は組織によらず温度には殆ど依存しない.2)マルテンサイド,ベイナイト組織ではへき開破壊応力を支配する冶金的因子は明かでないが,極低温における降伏応力と良い相関がみられる.3)へき開破壊応力および降伏応力と破壊靱性との間には良好な相関関係があり,種々の冶金的因子が破壊靱性に及ぼす影響はそれらが降伏応力,へき開破壊応力に及ぼす影響としてとらえることができる.破壊現象は元来,確率的性質を有し破壊試験によって得られる結果はある確率分布関数にもとずく実現値であるので,その確率分布を知ることが実用上重要である.本研究では鋼の破壊靱性の確率分布は破壊の微視的機構(破壊条件)と密接な関係があるとの立場から先ず微視的破壊条件の確率的性質を明らかにした上で,種々の組織を有する鋼についてその破壊条件と破壊靱性との関係を定量的に調べ,微視的尺度における破壊過程の確率的要因が破壊靱性のばらつきにどのように反映されるかを検討した.さらに,破壊条件と破壊靱性との解析的相関関係を利用して丸棒引張り試験による破壊靱性の推定を試みた.へき開破壊の確率的性質に関しては次のような結論を得た.1)へき開破壊応力の確率分布はWeibull分布に従う.形状係数αは材料によってことなる.2)へき開破壊応力には切欠(応力勾配)の影響がみられその影響はFEM解析を用いた最弱リンクモデルによって定量的に良く説明できる.3)破壊靱性の確率分布は上記の結果を基にした解析的予測に近い分布を示し,材料による差は小さい.4)へき開破壊応力のばらつきは破壊靱性のばらつきの形に直接影響しない.組織,粒径,化学成分(炭素量, Nb添加物)を変化させた17種類の鋼について,へき開破壊応力,破壊靱性に及ぼす影響とそれら相互の関係について調べた結果,次のような結論を得た.1)へき開破壊応力は組織によらず温度には殆ど依存しない.2)マルテンサイド,ベイナイト組織ではへき開破壊応力を支配する冶金的因子は明かでないが,極低温における降伏応力と良い相関がみられる.3)へき開破壊応力および降伏応力と破壊靱性との間には良好な相関関係があり,種々の冶金的因子が破壊靱性に及ぼす影響はそれらが降伏応力,へき開破壊応力に及ぼす影響としてとらえることができる.本研究は鋼の破壊靭性の確率分布が破壊の微視的機構と密接な関係があると思われることから、先ず微視的破壊条件の確率的性質を明らかにした上でその破壊条件と破壊靭性との関係を定量的に調べ、微視的尺度における破壊過程の確率的要因が破壊靭性のばらつきにどのように反映されているかを明らかにしようとするものである。61年度においては脆性へき開破壊は局所最大引張り応力に支配されるとの立場から、平滑丸棒および切欠付丸棒試験片を用いてへき開破壊応力の確率分布を調べ、切欠の影響について確率論的に検討を加えた。また同時に多数の破壊靭性試験を行ない、破壊靭性の確率分布と破壊条件との関連についても検討した。これまでのところフェライトパーライト組織を有する軟鋼SM41Bについての実験、解析が終了し次のような結論を得ている。1)へき開破壊応力の確率分布はWeibull分布に従う。2)へき開破壊応力に及ぼす切欠効果は最弱リンク概念とFEM解析により確率論的に極めて良く説明できる。3)破壊靭性のばらつきは、へき開破壊応力のばらつきと直接関係はなく、材料に依存しない一定の確率的性質を有することが予測される。現在、上記の結論の妥当性を確認するためベイナイト組織を有するCr-Mo【V】鋼について同様の実験を行なっている。62年度はさらに冶金的因子(結晶粒径など)がへき開破壊応力の確率的性質に及ぼす影響を調べるとともに、種々の組織、粒径を有する鋼について力学的破壊条件と破壊靭性との関連を調べる。
副作用を考慮した関数型問い合わせ言語の並列性に関する研究

本年度は以下の各項目に取り組んだ。1.データモデルの再構築について、兄弟方向成分のコンストラクタおよび演算子の、並列処理に適した再定義をstructural recursion on unionとして行い、関数型プログラミング上の簡単なプロトタイプとして実装した。親子成分を併せた再帰処理の例としてdescendant軸が表現出来ることを示すことが出来た。2.コストモデルに関しては、実環境を用いたモデルの評価を行った。並列処理の効果に繋げることは出来なかったが、4種類の実エンジンを用いて、経路式やエレメント構築のコストに着目したマイクロベンチマーク等を行った。これ等は電子情報通信学会論文誌およびNIIテクニカルレポート上で公表している。3.更新を考慮した言語仕様については、データベースプログラミングに関する国際会議DBPLに参加し、WWWの標準の代案となる、最適化に適した意味論についての講演を聴講するなど、調査を行った。初版の言語仕様に続き策定が始まっている後続の仕様であるXQuery Update Facility1.0についても調査を行った。更新の結果がPending Update Listという形式で明確に分離されている等、更新の影響の扱いが容易になるような念入りな設計がなされていることが分かった。4.最適化に相応しい意味論の部分的な提案を行った。データモデルへの更新のコストが軽減されるような形式的意味論を、既存の意味論への小さな変更という形で示し、既存研究との関係を踏まえて、国際会議ISITC2007で発表を行った。関数型の問い合わせ言語には、式の組み合わせの任意性、データの再構成の容易性という特徴があり、データを互いの立場に添ったビューで提供しあうような高次の情報ネットワークの構成要素としても注目されている。このような大規模な利用ではスケーラビリティの確保が重要である。こうした問い合わせ言語のひとつであるXQueryはW3Cに於て仕様策定中であるが、今後更新機能が組み込まれる予定となっている。更新作用のもたらす副作用は、計算の実行順序の入れ替えや並列実行による最適化が阻害されてしまうため、スケーラビリティの確保が困難になる。本年度は、並列処理の阻害要因となりうる副作用について調査し、処理要素間の依存関係がどのように生じるかについて考察した。また、式の実行コストの定量化に向けたモデル化も行った。部分式に副作用がある場合の部分式同士の関係は、問い合わせ言語を構成している構文要素により異なるが、データモデル中の再構成であるエレメント構築による副作用に関しては、変数束縛を経由してそのスコープ内に影響が及ぶが、そうでない部分式同士に関しては、副作用はないと考えても差し支えないことを簡単な議論で示した。並列化自体が報いられるかどうかは式の実行コストにも大きく関与する。XQueryの主な構文要素について、式のコストをその部分式のコスト、サイズ、真と評価される確率で再帰的に記述することによりコストモデルを定義した。並列化効率の計算にあたって、このコストモデルは重要な役割を担うと考えられる。データベース研究者との打ち合わせも定期的に行った。プログラミング言語一般の見地からは得難いデータ集約的な見地からの、副作用が意味する潜在的な問題点の指摘等貴重なコメントを得ることが出来た。関連する国際会議への参加では、処理系開発者から、処理系における副作用の内部表現の方法についての示唆を得ることが出来た。同時に、上記コストモデルに関して、必ずしも現実の処理系での実行モデルに合致せず、コストモデルが実際とは異なる結論を導きかねないとの指摘も受けた。本年度は、以下の各項目に取り組んだ。1.前年度開発したコストモデルに対する遅延評価の組み込みについて検討した。遅延評価戦略が生かされる可能性のある構文として、式の部分的な結果から全体の結果を決定出来る論理演算子および限量式(some/every)があり、for式と限量式のカスケードに対する結合規則に基づく等価変換規則が、実質遅延評価のエミュレーションになっていることが分かった。則ち、変換規則適用前の式の遅延評価コストは、変換規則適用後の式に対して、開発済コストモデルを適用したものと等しくなっている。この結果は国際シンポジウムSACでポスター発表している。2.XQuery組み込み構文に内在する、より複雑な再帰演算の抽出の検討を行った。構文や組み込み関数からの再帰形式の抽出は、特定の処理を集合やリストなどのコレクションの各要素に対してひとしく適用するmap演算の抽出につながる。map演算は要素毎の演算を独立に行うことが出来るため、並列処理との親和性に富む。関連する分野の研究者との打ち合わせでは、並列性への抽出にもつながるプログラム変換手法に関する示唆を賜ることが出来た。3.処理系による副作用の抽出/分離に関する視点からの検討を行った。言語の対象とするデータの構成要素を、木の親子方向と兄弟方向の二つの成分に分けて考えることにより、データモデル中の再構築に相当する副作用を親子方向の成分のみに限定することが出来ることを示すことが出来た。また兄弟方向については一つの構文要素の演算子としての側面とコンストラクタとしての側面を持つことが分かり、代数的性質を明らかにする上での手がかりとすることが出来た。代数的性質の明確化は並列処理への重要な道筋の一部となる。

並列処理の効果に繋げることは出来なかったが、4種類の実エンジンを用いて、経路式やエレメント構築のコストに着目したマイクロベンチマーク等を行った。これ等は電子情報通信学会論文誌およびNIIテクニカルレポート上で公表している。3.更新を考慮した言語仕様については、データベースプログラミングに関する国際会議DBPLに参加し、WWWの標準の代案となる、最適化に適した意味論についての講演を聴講するなど、調査を行った。初版の言語仕様に続き策定が始まっている後続の仕様であるXQuery Update Facility1.0についても調査を行った。更新の結果がPending Update Listという形式で明確に分離されている等、更新の影響の扱いが容易になるような念入りな設計がなされていることが分かった。4.最適化に相応しい意味論の部分的な提案を行った。データモデルへの更新のコストが軽減されるような形式的意味論を、既存の意味論への小さな変更という形で示し、既存研究との関係を踏まえて、国際会議ISITC2007で発表を行った。
ヒトの身体運動時の自発性瞬目と視覚情報処理機能との関連

自発性瞬目の制御中枢や発生機序、及びその機能的意義についてはいまだに不明な点が多い。これに関して、近年、自発性瞬目と認知過程との関連が示唆されている。例えば、視覚的な情報処理課題を行わせたときに情報処理の終了に同期して瞬目が出現することが知られており、ヒトの情報処理過程と瞬目活動との間に一定の関係があるとの仮説もある。筆者らは瞬目のタイミングと認知過程の時間的なダイナミクスの関連について注目し、瞬目を計測、定量化するために小型瞬目計測システムを作成した。平成14年度は平成13年度に引き続いて、瞬目のタイミングを計測可能な小型アンプを作成、DATレコーダを組み合わせることによって、携帯型の小型瞬目計測システムを構成し、計測、解析、システムの改良を行った。この計測システムの原理は具体的には以下のようなものである。瞬目時には瞼が眼球を覆うために、反射率が変化する。赤外線LEDとフォトトランジスタを用いて、反射率の変化を検知することによって瞬目のタイミングの計測が可能となる。赤外線LEDとフォトトランジスタは眼鏡にとりつけ、各個人で眼球、瞼への照射角度を微調整した。このシステムを用いて計測を行った結果、実験室環境では、比較的良好な瞬目信号を得ることができた。ただし、問題点としては特に外部環境等で周りの光量が大きく変化するとノイズが大きくなることが挙げられる。フィルター処理を事後的に行うことによってより明確な瞬目信号が得られることは明らかになっているが、さらなる改良方法について検討中である。現在、視覚反応課題時の瞬目のタイミングについての計測、解析を行っている。これまでの結果、瞬目生起確率は視覚的注意のレベルに深く関連していることが示唆されている。具体的には、視覚的注意のレベルが高くなっているとき、すなわち、視覚情報処理機能が高まっている場合は瞬目生起確率が低く、低下しているときは瞬目生起確率が高いことが示唆されている。平成13年度は瞬目のタイミングを計測する小型瞬目計測システムを開発し、テストを行った。このシステムでは赤外線発光ダイオードにより赤外線を眼球に照射し、反射した赤外線を、フォトトランジスタをセンサーとして用いて受光する。発光ダイオードとフォトトランジスタは眼鏡にとりつけ、方向、位置の調節が可能である。赤外線信号を小型アンプ(ケースサイズ90×135×35mm)によって増幅すると、開眼時と閉眼時の反射率の違いにより、瞬目時にはスパイク上の波形が得られた。この波形をオンラインまたはオフラインでPCに取り込むことによって瞬目のタイミングを計測、解析することが可能となった。また、赤外線の強度については可変方式とし、各個人で赤外線強度を調節して最適な波形を得ることを可能にした。小型アンプは9V電池によって約15時間の連続計測を行える。さらに、市販のDATレコーダと組み合わせて携帯可能な小型計測システムを構築し、実験室条件、及びフィールド条件においてテストを行い、両条件において瞬目のタイミングが計測可能であることを確認した。本システムを用いて、映画等の映像観察時の自発性瞬目のタイミングについて計測を行い、現在解析中である。これまでの結果、同一映像観察時には瞬目のタイミングが同期するとの結果が得られており、視覚的注意、あるいはワーキングメモリ等の高次脳機能と瞬目のタイミングとの関連が示唆される。
「名所」をめぐる場所認識の系譜と場所イメージの再生産に関する地理学的研究

近世日本の多くの地域では18世紀以降、地域の「過去」や「場所の物語」は、近世知識人層によって、「名所」と価値付けされ、地理的メディア編纂の実践を通じて、「名所」としての場所イメージの生産(再生産)の実践がなされていく。近代に至ると外国人にとっても訪れる対象となり、場所をめぐる認識はグローバル化する。このような研究背景から、前年度までの研究から得られた上記の知見をふまえつつ、以下の観点から、「名所」をめぐる場所認識の系譜と場所イメージの再生産に関する研究を進めてきた。まず、幕末期から明治期に英国外交官として勤務しながら、外国人旅行者向けに日本のガイドブックを編纂したアーネスト・サトーを事例に、他者(外国人旅行者)による「名所」をめぐるまなざしと場所イメージの再生産について前年度に引き続き研究を進めた。まず、7月に英国で開催された国際歴史地理学会においてポスター発表をおこなった。また、国立公文書館に所蔵されているアーネスト・サトー関連文書について、日本に関連する部分の資料調査およびデータ収集、彼の隠居地における聞き取り調査や、現在残されているモニュメントの碑文調査をおこない、現在、分析中である。そして、近世以降における「名所」をめぐる場所認識の系譜と場所イメージの再生産をめぐる総合的な考察を進めると、近世日本では、少なくとも約700点の名所地誌本の刊行が確認できる。19世紀には、ほぼ全ての旧国域で名所地誌本編纂の実践がおこなわれるようになり、「名所」を介した場所イメージ実践は、ますます盛んになる。ことに近世段階では、地誌編纂事業における伝統的慣習に倣いながらも、自らのまなざしや価値観により過去や現在の注目すべき場所や風景の様相に価値を見いだし、他所との差別化にともなう場所イメージの生産(再生産)が試みられるという地理思想の実践の一形態として解釈できることを証明できつつある。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、「名所」という場所イメージを生産・流通の役割を担ってきたメディアを分析対象とすることで、「名所」をめぐる場所認識の系譜や、場所イメージの発見と生産(再生産)のあり方を明らかにすることである。本年度は、以下2点に重きをおいて研究を進めてきた。(1)上記の課題を検討するにあたって、近世以来のメディアに取りあげられる「名所」について、京都府立総合資料館や国立国会図書館所蔵の資料などからデータベースの構築を進めるとともに、近世名所地誌本の最初期の作品である、中川喜雲『京童』、山本泰順『洛陽名所集』について再検討した。これらは、「名所」をめぐる研究において非常に重要な意味を持つ作品であり、この黎明期の名所観を検討することは、本研究のみならず現在学際的におこなわれている名所研究を進めていくうえで、一つの基盤となり得るものであると考える。(2)欧米人と日本人の「名所」をめぐる場所認識やそのまなざしや、生産される場所イメージの差異について検証するにあたって、明治初期の京都博覧会に訪れる外国人旅行者に向けて、山本覚馬らが編纂した京都初の英文案内記である『京都名所案内』を分析対象とした。本書の特徴を検討していくと、「名所」とされる場所や、その場所や景物をめぐる叙述内容は、その当時一般庶民向けに編纂されたものと大きく異なっている。つまり、叙述される京名所を介して日本人向けに生産される明治初期の京都イメージと、外国人旅行者に向けて生産されるそれとでは、京名所へのまなざしや、その総体としての京都像は大きく異なっていた可能性を指摘できる。編者の山本覚馬は明治初期京都を考えるにあたって重要な人物でもあり、本研究の成果は、京都の復興政策としての政策や、外国人旅行者の京都へのまなざしやイメージを検討していくうえで、重要な研究へと発展するものと考えている。平成26年度は、以下に示す3つの視点から、「名所」をめぐる場所認識の系譜と場所イメージの再生産に関する研究を進めた。(1)近世以降の京都における「名所」をめぐる場所認識の系譜について、近世以降において「名所」とみなされる場所や景物をめぐるまなざしや認識の変遷を検証するうえで重要となるのが、近世名所地誌本編纂における黎明期に刊行された作品群である。そこで、中川喜雲『京童』(1657年刊)と『京童跡追』(1667年刊)を分析対象として、編者の場所認識や場所イメージの生産の実践について検証した。(2)欧米人の場所へのまなざしと場所認識の差異について、英国外交官アーネスト・サトーに着目し、京都における場所や景物に対するまなざしや、その認識について検討をおこなった。ここでは、京都滞在中の案内者や、彼らと積極的に交流した京都の知識人たち、サトーが収集していた近世日本の地理的知識の所在に着目することで、これまで指摘されてこなかった新知見が得られた。本成果は、人文地理学会大会(2014年11月)において発表した。また、これを骨子として、International Conference of Historical Geographers 2015(2015年7月)において発表することが決まっている。(3)名所絵を対象とした歴史GIS分析の可能性の追求について、幕末に刊行された『都百景』、明治初年に作製された「社寺境内区別原図」を分析対象として歴史GIS分析を用いて名所絵の視座と空間構造について検証した。本成果は、論文

「絵画・絵図資料に対する歴史GIS分析試論-『都百景』・「社寺境内区別原図」を事例に-」として、京都府立大学文学部歴史学科日本近世史研究室編『上賀茂神社・上賀茂地区の地域史研究-平成25年(2013)度・26(2014)年度京都府立大学地域貢献型特別研究報告書-』に寄稿した。近世日本の多くの地域では18世紀以降、地域の「過去」や「場所の物語」は、近世知識人層によって、「名所」と価値付けされ、地理的メディア編纂の実践を通じて、「名所」としての場所イメージの生産(再生産)の実践がなされていく。近代に至ると外国人にとっても訪れる対象となり、場所をめぐる認識はグローバル化する。このような研究背景から、前年度までの研究から得られた上記の知見をふまえつつ、以下の観点から、「名所」をめぐる場所認識の系譜と場所イメージの再生産に関する研究を進めてきた。まず、幕末期から明治期に英国外交官として勤務しながら、外国人旅行者向けに日本のガイドブックを編纂したアーネスト・サトーを事例に、他者(外国人旅行者)による「名所」をめぐるまなざしと場所イメージの再生産について前年度に引き続き研究を進めた。まず、7月に英国で開催された国際歴史地理学会においてポスター発表をおこなった。また、国立公文書館に所蔵されているアーネスト・サトー関連文書について、日本に関連する部分の資料調査およびデータ収集、彼の隠居地における聞き取り調査や、現在残されているモニュメントの碑文調査をおこない、現在、分析中である。そして、近世以降における「名所」をめぐる場所認識の系譜と場所イメージの再生産をめぐる総合的な考察を進めると、近世日本では、少なくとも約700点の名所地誌本の刊行が確認できる。19世紀には、ほぼ全ての旧国域で名所地誌本編纂の実践がおこなわれるようになり、「名所」を介した場所イメージ実践は、ますます盛んになる。ことに近世段階では、地誌編纂事業における伝統的慣習に倣いながらも、自らのまなざしや価値観により過去や現在の注目すべき場所や風景の様相に価値を見いだし、他所との差別化にともなう場所イメージの生産(再生産)が試みられるという地理思想の実践の一形態として解釈できることを証明できつつある。平成25年度の研究において得られた知見とその課題をふまえつつ、平成26年度は、(1)近世以降の京都における「名所」をめぐる場所認識の系譜について。(2)欧米人の場所へのまなざしと場所認識の差異について。(3)名所絵を対象とした歴史GIS分析の可能性の追求、という3つの視点から、「名所」をめぐる場所認識の系譜と場所イメージの再生産に関する研究を進めた。これらの研究成果として、京都府立大学文学部歴史学科日本近世史研究室編『上賀茂神社・上賀茂地区の地域史研究-平成25年(2013)度・26(2014)年度京都府立大学地域貢献型特別研究報告書-』に、論文「絵画・絵図資料に対する歴史GIS分析試論-『都百景』・「社寺境内区別原図」を事例に-」を寄稿した。学会発表についてみても、人文地理学会において「幕末・明治期における外国人旅行者の京都へのまなざし-英国外交官アーネスト・サトーを事例として-」を人文地理学会大会(2014年11月)で発表している。
カオティックダイナミクス整合によるロボット制御のための強化学習システム

本研究課題は,カオス理論に基づき「制御系のダイナミクスを制約条件やタスクに応じて高速・柔軟に適応させる手法」であるカオティックダイナミクス整合を提案して,自律的に行動を獲得する強化学習システムを実現するものである.これに対して以下の成果を得た.同定学習制御パラメータに関する引き込み領域を理論的に解析し設計手法の有用性を示した.ロボット実機での制御・学習特性を明らかにした.ヒト脳情報を学習に利用するための検証を行いその可能性明らかにした.本研究課題は,カオス理論に基づき「制御系のダイナミクスを制約条件やタスクに応じて高速・柔軟に適応させる手法」であるカオティックダイナミクス整合を提案して,自律的に行動を獲得する強化学習システムを実現するものである.これに対して以下の成果を得た.同定学習制御パラメータに関する引き込み領域を理論的に解析し設計手法の有用性を示した.ロボット実機での制御・学習特性を明らかにした.ヒト脳情報を学習に利用するための検証を行いその可能性明らかにした.本研究課題は,カオティックダイナミクス整合を提案して,自律的に行動を獲得するロボット制御のための強化学習システムを実現するものである.カオティックダイナミクス整合とは,カオス理論に基づいて「制御系のダイナミクスを制約条件やタスクに応じて高速・柔軟に適応させる手法」であり,本システムにより,従来よりも少ない学習回数と短い学習時間,従来よりも広い安定化制御可能な状態空間の実現を目標としている.本年度の計画は,ロボット制御のための高速強化学習システムの設計を行い実現することであった.これに対し,以下の成果を得た.1.ロボットによる倒立振子安定化の達成:異なるダイナミクスを持つ系に対して,同じ制御測と制御パラメータを持つコントローラ(動的カオス制御器)で安定化制御が可能な技術を応用し,ロボットによる倒立振子の安定化制御システムを構築した.その結果,理論的にパラメータが変動した場合でも安定化が達成できることを示し,シミュレーションによっても確認した.2.発振器モデルを用いた制御機構の開発:簡素な電子回路モデルを利用して,動的カオス制御による安定化制御機構の開発を進めた.その結果,安定化のためのパラメータや初期値に対する理論的な見地を得ることが出来,強化学習システムを組み込むための基礎が完成した.3.事象関連電位を利用した強化信号の取得:脳波計を利用した実際の測定および解析によって,強化学習に用いる強化信号をヒトの脳波から獲られる事象関連電位によって推定できる可能性を示した.本研究課題は,カオティックダイナミクス整合を提案して,自律的に行動を獲得するロボット制御のための強化学習システムを実現するものである.カオティックダイナミクス整合とは,カオス理論に基づいて「制御系のダイナミクスを制約条件やタスクに応じて高速・柔軟に適応させる手法」であり,本システムにより,従来よりも少ない学習回数と短い学習時間,従来よりも広い安定化制御可能な状態空間の実現を目標としている.本年度の計画は,前年度に引き続き,ロボット制御のための高速強化学習システムの設計を行い実現し,実機での検証を行い実環境における制御・学習特性を明らかにすることであった.これに対し,以下の成果を得た.1.ロボットによる倒立振子安定化の達成:前年度はシミュレーションによって,ロボットによる倒立振子の安定化制御システムが機能し,理論的にパラメータが変動した場合でも安定化が達成できることを示したが,本年度は実機によってもその部分動作を確認した.2.ニューロンモデルを用いた制御機構の開発:人工ニューロンモデルを利用して,動的カオス制御による安定化制御機構の開発を進めた.その結果,安定化のためのパラメータや初期値に対する理論的な見地を深めることが出来,強化学習システムを組み込むための理論が強化された.本研究課題は,カオティックダイナミクス整合を提案して,自律的に行動を獲得する,ロボット制御のための強化学習システムを実現するものである.カオティックダイナミクス整合とは,カオス理論に基づいて「制御系のダイナミクスを制約条件やタスクに応じて高速・柔軟に適応させる手法」であり,本システムにより,従来よりも少ない学習回数と短い学習時間,従来よりも広い安定化制御可能な状態空間の実現を目標としている.本年度の計画は,前年度に引き続き,同定学習に関する理論構築および簡素な回路実験による検証を進め,教師信号として生体から得られるデータを取得し,その教師データと同等の性質を持つスパイク信号を出力できるように回路のパラメータを更新する為の,基本設計を行うことであった.これに対し,以下の成果を得た.1.制御系に関するシンプルな回路モデル:同定学習制御パラメータに関する引き込み領域を理論的に解明し,パラメータ更新を伴う設計手法の有用性を示した.2.ヒトの脳情報を強化学習に利用し制御システム:実データを用いた検証を進め,スパイク信号を利用した強化学習システムを組み込むための理論が強化された.
近世前期和漢聯句の基礎的研究

本課題では、京都、曼殊院に蔵される和漢聯句作品の翻刻集を公刊し、特に重要な作品については訳注を発表することを目的としている。翻刻にあたっては、和句には濁点を付す方針であるため、作品の正確な読みが前提となる。漢句もまた、漢字の判読が難解であり、異体字や誤字をも含むため、翻刻作業は容易ではない。課題遂行のためには、輪読と翻刻の両輪で進めることが不可欠である。輪読会は月例で開催し、曼殊院蔵和漢聯句作品の中から、文明11年閏9月4日和漢百韻、文明17年4月7日和漢百韻、文明17年9月7日和漢百韻の3点の評釈を試みた。その結果、輪読担当者の発表と議論の成果を踏まえて、翻刻原稿の修正を行うことができた。また、本課題による研究成果の一部として発表された、大山和哉・川崎美穏・河村瑛子・中村健史・野澤真樹「慶長五年十二月二十日和漢聯句訳注」(上)(下)(『京都大学国文学論叢』第37号、2017年3月/第39号、2018年4月所収)の合評会も行った。他方、昨年度3月から本年度9月にかけて、曼殊院蔵和漢聯句作品全点(百韻47巻、千句4巻)について、写真複製に基づく翻刻作業を分担して実施した。10月からは、集まった翻刻原稿について、押韻字の確認を含めた点検作業に入り、3月初旬までに分担して作業を終えた。点検の結果、原稿の修正点が少なからず見られたため、担当者を変えて2回目の点検作業を行うよう、3月下旬に依頼を行ったところである。輪読会において輪読を終えた作品はようやく3点を数えるに過ぎなかったが、ある程度詳細な注釈を施さなければ作品を解読できないため、進度としては妥当であったと言える。既発表の訳注の点検も、今後のために必要な作業であった。資料の翻刻作業は予定通りに進んだが、点検作業が1回では不十分と判断されたため、2回目を実施することとした。しかし、これも当初想定していた範囲内の実施状況である。従って、当初計画以上とまでは言えないが、概ね計画通りに進展していると判断した。本年度は研究計画の2年目にあたり、具体的な作業の本格的な実施が始まった。その結果、代表者、分担者、協力者の三者による研究推進力についてある程度把握することができた。現状において当初計画は妥当なものであり、今後も計画に沿って進めてゆきたい。本年度は、『慶長・元和和漢聯句作品集成』の公刊に向けて、月例の研究会においては、同書収録予定の作品の輪読を行うとともに、『慶長・元和和漢聯句作品集成』の原稿入稿、校正の作業にあたった。校正にあたっては、複数回にわたる検討会を開催して本文の不審箇所や清濁、用字などについて討議した。

この間、収録対象とすべき資料の所在が新たに判明するなどしたため、追加の調査、翻刻に時間を要したが、同書は、2月に臨川書店より刊行されるに至った。他方、今後の研究課題の中心となる曼殊院所蔵の和漢聯句資料については、京都大学文学部国語学国文学研究室に保管されている資料写真のネガフィルムに基づき資料整理を行い、画像の電子データ化、紙焼複製資料の作成を行った。作品の総数は百韻47巻、千句4巻であることが確認され、これをもとに翻刻集成の公表方法や翻刻方針について計画を練った。そして、3月より研究分担者・研究協力者の分担による翻刻作業を開始し、作品の輪読に入っている。また、曼殊院の和漢聯句関連分野外の蔵書についても、ネガフィルムの電子データ化を進めている。9月には、和漢比較文学会第三十六回大会(於大手前大学)において、公開シンポジウム「和漢聯句への招待」の発表が行われた。本研究課題の従事者が多数参加し、竹島一希氏による「連歌から和漢聯句へ」の講演の他、「和漢聯句を読む」と題して、『慶長・元和和漢聯句作品集成』に収録の慶長六年五月十四日和漢百韻の二折十二句の公開輪読を行った。『慶長・元和和漢聯句作品集成』の校正の途中で、収録対象とすべき和漢聯句作品が、まだ他にも各地に複数所蔵されていることが判明した。そこで、急遽追加の調査と翻刻が必要となり、同書の校正作業に、当初予定していたよりも多くの時間を費やすこととなった。その結果、計画していた曼殊院蔵和漢聯句作品の翻刻と輪読の実施が次年度に持ち越されることとなった。本年度は研究計画の2年目にあたり、具体的な作業の本格的な実施が始まった。その結果、代表者、分担者、協力者の三者による研究推進力についてある程度把握することができた。現状において当初計画は妥当なものであり、今後も計画に沿って進めてゆきたい。次年度より教務補佐を雇用し、研究補助と事務作業への協力を求めることで、研究の効率的な遂行をはかる。
酸素・水素同位体年輪気候学のための、重水パルスラベリングによる樹木生理学的研究

樹木は、二酸化炭素と水を原料として、光合成によりセルロース(C6H10O5)nを主成分とするバイオマスを生産する。人工的に同位体濃縮された二酸化炭素を葉から光合成により吸収させる方法により、樹木の炭素アロケーションが長年研究されてきた。一方、樹木がどのように雨水を樹体内に吸収し、その水の酸素・水素を光合成により固定し、年輪を含むバイオマスを生産するかという点は明らかにされていない。そこで、本研究では、人工的に同位体濃縮された水を用い、年輪を含む樹体への酸素・水素アロケーションのプロセスを解明する。
癌幹細胞を標的とした婦人科癌治療ならびに腫瘍細胞イメージングシステムの構築

本研究ではテロメラーゼが活性化された細胞でのみ増殖可能な改変型アデノウイルス(Telomerase-specific replication adenovirus: TRAD)を用いた難治性婦人科癌の治療、特に癌幹細胞をターゲットとした治療の開発を第一の目的としている。我々はTRADのマウス卵巣癌腹膜播種モデルにおける有用性を示してきたが(Cancer Gene Ther. 2010; 17:11-9)、本研究ではさらに癌幹細胞に対する有効性にフォーカスして抗腫瘍効果の解析と臨床応用に向けた検討を行った。平成24年度は種々の卵巣癌細胞株においてCD117陽性かつCD44陽性細胞の細胞群をがん幹細胞候補として同定し、これを対象とした検討を行った。CD117+/CD44+細胞群は他に比してより高い増殖能と造腫瘍能を認めた。また抗癌剤シスプラチンに対して抵抗性を示した。これに対しTRADはCD117+/CD44+細胞群に対して他分画に比べて高い殺細胞効果を示した。第二の目的はTRADを応用したGFP発現型TRADを用いた癌細胞イメージング技術の確立と実用化に向けた臨床的意義の解明である。具体的には末梢血中の極少数の腫瘍細胞(circulating tumor cells: CTC)をGFP発現型TRADを感染させることで発光させ可視化するものである。平成24年度は婦人科癌症例に対して行なってきたCTC検出実験の結果を英文誌に報告した(Br J Cancer. 2012; 107(3): 448-54)。子宮頸癌、子宮体癌、卵巣癌などの初発・再発を含む婦人科癌症例53例での検討において約40%の症例でCTCが認められた。CTCは臨床進行期や病理組織型といった既存の臨床病理学的因子との間には相関は認められなかったが、治療開始後もCTCが存在し続ける症例は予後不良であった。平成25年度は婦人科癌細胞株においてCD117陽性かつCD44陽性細胞の細胞群を対象としてTRADの有効性を検討した。平成25年度は婦人科癌症例に対して症例を重ねると同時に、前年度に報告した(Br J Cancer. 2012; 107(3): 448-54)、婦人科癌症例での予後解析を行った。CTCが治療開始後も残存した群では有意に予後が不良であり、予後マーカーとして有用である可能性が示された。本研究ではテロメラーゼが活性化された細胞でのみ増殖可能な改変型アデノウイルス(Telomerase-specific replication adenovirus: TRAD)を用いた難治性婦人科癌の治療、特に癌幹細胞をターゲットとした治療の開発を第一の目的とする。我々はTRADのマウス卵巣癌腹膜播種モデルにおける有用性を示してきたが(Cancer Gene Ther. 2010; 17:11-9)、本研究ではさらに癌幹細胞に対する有効性にフォーカスして抗腫瘍効果の解析と臨床応用に向けた検討を行う。平成23年度は卵巣癌細胞株SKOV3においてCD117陽性かつCD44陽性細胞の細胞群をがん幹細胞候補として同定し、これを対象とした検討を行った。これに対しTRADは他分画に比べて高い殺細胞効果を示した。またシスプラチン処理によってCD117+/CD44+分画は増加したのに対し、TRAD処理ではこの分画は減少した。以上よりTRADは卵巣癌幹細胞に対して有効に殺細胞効果を示す可能性が示唆された。平成23年は白血球への非特異的感染によるGFP発光を除外するための白血球共通抗原であるCD45の標識を加えることでより高いウイルス濃度での感染が可能となりコントロール(正常血液5mlに子宮頸癌細胞株C33A 100個加えたもの)での検出率が80%程度まで向上した。1TRADの婦人科癌幹細胞に対する効果の検討

In vitroの実験系において卵巣がん幹細胞に対するTRADの有効性が示唆された。現在、また免疫不全マウスへの皮下への腫瘍細胞の移植によるin vivo実験系でも有効性がしめされつつあことから研究は概ね順調に進行していると考えられる。CD45染色を応用したCTC検出法を用いることで婦人科癌患者の血液を用いたCTC検出研究を学術誌に報告することができた(本学倫理委員会の承認ならびに個々の症例におけるインフォームド・コンセント取得済み)。CTCは臨床進行期や病理組織型といった既存の因子とは独立した治療効果の鋭敏なマーカーとなりうる可能性が示された。現在も症例を重ねると同時に追跡データを蓄積しており、研究は概ね順調に進行していると考えられる。(1)TRADの婦人科癌幹細胞に対する効果の検討In vitroの実験系においてCD117陽性かつCD44陽性細胞の卵巣がん幹細胞候補細胞群に対するTRADの有効性が示唆された。現在、他癌腫でも同様の検討を行なっている。さらに既存の抗癌剤や分子標的薬との併用についても検討を開始している。また免疫不全マウスへの皮下への腫瘍細胞の移植によるin vivo実験系での検証にも着手しており、研究は概ね順調に進行していると考えられる。(2)TRAD-GFPを用いた末梢血中腫瘍細胞(CTC)の検出本システムにおいてはウイルス濃度を上げると白血球へのTRADの非特異的ウイルス感染によるGFP発現の増加が避けられないという問題点があったが、白血球共通抗原CD45の標識を加えることで、GFP陽性かつCD45陰性細胞をCTCとして明確に区別できるようになった。この改良により特異度が高まると共にウイルス濃度を上げることが可能になり、検出感度も高くなり、システムの有効性がかなり向上した。また観察者の経験に左右されない客観的なCTC判定基準も確立されつつある。これらの検出方法を応用して、本学倫理委員会の承認ならびに被験者のインフォームドコンセントのもとに婦人科癌患者の血液を用いたCTC検出実験が進行中である。対象は子宮頚癌、子宮体癌、卵巣癌患者であるが、現在のところ3040%程度の検体でCTCが検出されており研究は順調に進行している。平成24年度に得られた結果を基にして、下記のような実験を予定している。1TRADの婦人科癌幹細胞に対する多剤併用効果の検討。婦人科癌幹細胞を用いてTRADの効果を増強する併用薬剤を検討する。分子標的薬にて併用効果が認められればTARDの効果発現に寄与する分子メカニズムの解明にも近づけるものと考えられる。婦人科癌患者の血液を用いたCTC検出実験をさらに継続する。治療効果マーカーとして有用であることが示されたCTCが予後マーカーともなりうるのかという点に着目して解析を進める平成23年度に得られた結果を基にして、下記のような実験を予定している。(1)TRADの婦人科癌幹細胞に対する効果の検討。セルソーターで分離された婦人科癌幹細胞を用いてTRADのin vitroおよびin vivoにおける効果の検証をさらに継続する。in vitroでの殺細胞効果はWT-1アッセイで検証する。各種抗癌剤、分子標的薬、放射線との併用効果についても同様に検証する予定である。
脳機能不全治療薬を指向した新規セロトニン誘導体の合成とアルカロイド合成への応用

新規セロトニン誘導体として3,4,5,6-テトラヒドロ-1H-アゼピノ[5,4,3-c,d]インドール化合物群(THAI)の合成を検討しているが、本年度はα,β-不飽和アルデヒド類とNb-ベンジルセロトニンとの環化により目的の化合物群、およびアルカロイド合成への展開を試みた。脂肪族アルデヒド類との環化反応は首尾よく進行したが、α,β-不飽和アルデヒド類を用いた際はアルデヒドの置換様式によって反応性に大きな違いが現れた。α位にアルキル基を有する場合は環化の遷移状態を妨げるために、環化成績体は極わずかにしか得られなかった。一方、trans-けい皮アルデヒドとの反応は室温下にて目的のTHAI体を効率よく与えたが、さらに加熱した際に環の巻きなおしが起きて3,7-ジヒドロピラノ[3,2-e]インドール体(DHPI)や、そのβ-カルボリン体を生成することが分かった。クロトンアルデヒドとの反応においては反応中間体へ溶媒のメタノールが付加したTHAI体が生成したが、この付加は溶媒をイソプロパノールにすることで完全に抑えることができ、6位にプロペニル基を有するTHAI体を得ることができた。これらの知見を基にしてアルカロイドの基本骨格を構築するために、3-メチル-2-ブテナールとの環化条件を検討した。その過程において溶媒として非プロトン性溶媒を用いると全く反応が進行しないこと、またトリエチルアミン以外の塩基を用いた場合には目的の環化成績体が全く得られずに副生成物のみを与えることが分かった。結果としてイソプロパノール-トリエチルアミン混合溶媒中、室温下にて24時間反応させることで最も効率よく環化体を得ることが可能となり、その7位水酸基をトリフレートへと誘導し、続く脱オキシ化と5位の脱ベンジル化によるアルカロイド合成へと展開した。6位がメチル基のTHAI体においてはこれら両反応を一段階で行うことが可能であったが、目的基質においては望みの反応を達成できず、現在段階的な脱オキシと脱ベンジル化を検討している。酸性条件下で、セロトニンがアセトアルデヒドと反応して、神経毒性のある1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ヒドロキシ-β-カルボリン体(THβC)になることが知られ、パーキンソン病の一つの要因であると考えられている。世界で初めて我々は、新規な3,4,5,6-テトラヒドロ-7-ヒドロキシ-1H-アゼピノ[5,4,3-cd]インドール体(THAI)が、セロトニンをアセトアルデヒドと塩基性条件下反応させた際に生成することを発見した。したがって、お酒を飲むと、大脳神経系において、THβCに加えて、THAIの生成が示唆され、THAIが神経細胞の壊死、アルツハイマー病と関連している可能性を早急に解明する必要が生じた。本年度は、薬理試験に必要な各種の新規なTHAI誘導体を合成する手法の確立を目指した。先ず1-ヒドロキシインドールの化学を利用してトリプタミンから6工程、通算収率27%によるグラムスケールでのセロトニンの大量合成法を確立することに成功した。さらに代表的な直鎖脂肪酸とセロトニンを縮合しアミド体とし、LiAlH_4で還元して、炭素数5および16のNbアルキル側鎖を有するセロトニン体を合成した。両化合物をアセトアルデヒドと反応させたところ、高収率でTHAI誘導体を与えた。またアルデヒドをデカナールに変えても、THAI体が生成し、閉環に際しアルキル側鎖間の立体障害効果はほとんどないことがわかった。また、THβC誘導体は全く生成しないこともわかった。本法を一般合成法として、今後、更なる誘導体合成への展開へと計画している。一方、Et_3Nが酸素雰囲気下、アセトアルデヒド等価体として働き、セロトニンと反応してTHAI誘導体を与える事も見出し、さらに反応条件を検討した結果、得られるTHAI誘導体の収率を55%まで改善出来た。今後、反応機構の解明を行う予定である。これまでの研究において,セロトニンを塩基性条件下に各種アルデヒドと反応すると,新規な3,4,5,6-テトラヒドロ-7-ヒドロキシ-1H-アゼピノ[5,4,3-cd]インドール化合物群(THAI)を与える事を発見し,生体内でも同様な反応が起こり生合成される本化合物が,生理作用の発現または脳神経疾患と関わっている可能性を見出した.この解明および新規薬理活性探索に必要な薬理試験サンプルを供するために,本環化反応の一般化を図りながら多種多様なTHAI誘導体の合成を行った.前年の研究において,直鎖アルデヒドとNb直鎖アルキルセロトニンとの閉環反応がメタノール中トリエチルアミン塩基性条件下で容易に進行しTHAI誘導体を高収率にて与えることがわかった.そこで立体的にかさ高いベンズアルデヒドおよび分岐鎖のイソブチルアルデヒドとNbペンチルセロトニンの反応を行った結果,長時間の加熱を要し副生成物を与えたものの目的の閉環体を収率86%,49%で得ることが出来た。さらに用いる塩基をDABCOにかえたところ副反応を抑える事ができ原料回収以外にTHAIのみを与えた.アルデヒドのかさ高さが環化反応において重要な要因であり,また本反応においてDABCOが副反応を抑える最適な塩基である事がわかった.一方,飲酒の際に生成すると考えている6-メチル体(THMAI)の合成は,これまで高希釈条件を必要としスケールそして収率に問題を残していた.

そこで別法の開拓に取り組み,Nbベンジルセロトニンとアセトアルデヒドとの縮合環化後,接触還元にて脱ベンジル化することで原料のセロトニンから3工程,通算収率45%による合成法の確立に成功した.THMAIのアシル化は良好に進行しジアシル化THMAIを高収率にて得る事が出来た.Nb置換基の導入が環化後に可能となり,更なる誘導体合成への道が開けた.新規セロトニン誘導体として3,4,5,6-テトラヒドロ-1H-アゼピノ[5,4,3-c,d]インドール化合物群(THAI)の合成を検討しているが、本年度はα,β-不飽和アルデヒド類とNb-ベンジルセロトニンとの環化により目的の化合物群、およびアルカロイド合成への展開を試みた。脂肪族アルデヒド類との環化反応は首尾よく進行したが、α,β-不飽和アルデヒド類を用いた際はアルデヒドの置換様式によって反応性に大きな違いが現れた。α位にアルキル基を有する場合は環化の遷移状態を妨げるために、環化成績体は極わずかにしか得られなかった。一方、trans-けい皮アルデヒドとの反応は室温下にて目的のTHAI体を効率よく与えたが、さらに加熱した際に環の巻きなおしが起きて3,7-ジヒドロピラノ[3,2-e]インドール体(DHPI)や、そのβ-カルボリン体を生成することが分かった。クロトンアルデヒドとの反応においては反応中間体へ溶媒のメタノールが付加したTHAI体が生成したが、この付加は溶媒をイソプロパノールにすることで完全に抑えることができ、6位にプロペニル基を有するTHAI体を得ることができた。これらの知見を基にしてアルカロイドの基本骨格を構築するために、3-メチル-2-ブテナールとの環化条件を検討した。その過程において溶媒として非プロトン性溶媒を用いると全く反応が進行しないこと、またトリエチルアミン以外の塩基を用いた場合には目的の環化成績体が全く得られずに副生成物のみを与えることが分かった。結果としてイソプロパノール-トリエチルアミン混合溶媒中、室温下にて24時間反応させることで最も効率よく環化体を得ることが可能となり、その7位水酸基をトリフレートへと誘導し、続く脱オキシ化と5位の脱ベンジル化によるアルカロイド合成へと展開した。6位がメチル基のTHAI体においてはこれら両反応を一段階で行うことが可能であったが、目的基質においては望みの反応を達成できず、現在段階的な脱オキシと脱ベンジル化を検討している。