Synthesis of Chiral Supramolecules Driven by Self-Assembly of Ladder Molecules and Their Application
| Project/Area Number |
20F20335
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
八島 栄次 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50191101)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ZHENG WEI 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2020-11-13 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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| Keywords | らせん / キラリティ / ラダーポリマー / 超分子 / 自己組織化 |
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| Outline of Research at the Start |
「らせん」をキーワードにした研究は世界中で精力的に展開されているが、らせん構造に特長的なナノ空間・空孔に焦点をあて、新たなキラルな反応・識別・分離の場のモチーフとして利用しようとする研究は世界的に見ても例が無く、これまでのらせん研究で手つかずの研究分野であったと言える。しかし、本研究、「自己組織化を活用したメタロキラル超分子・らせん高分子の創製とキラル材料への応用」を通じて、多種多様なキラルな空間を有する新規ならせん分子・超分子・高分子の創製が可能になる。得られる成果は、学術的新規性・独創性はもとより、応用面においても世界を先導するらせん研究になると確信する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
自己組織化を巧みに活用することで不斉ナノ空孔を有する多種多様な新規ヘリカルラダーポリマー・メタロキラル超分子を合成し、それらの特異な構造特性を戦略的に活用した高度キラル機能の開拓を目指し、以下に示す成果を得た。
【1】光学活性なジブロモスピロ化合物と1,4-ベンゼンジボロン酸エステル誘導体の鈴木・宮浦カップリング重合と、続くアルキン芳香環化を行い、数平均分子量が1万程度の左巻き及び右巻きの中空ラセン構造を有するヘリカルラダーポリマーを得ることに成功した。欠陥なくヘリカルラダー構造が生成していることは、1H NMR、IR、吸収、円二色性、蛍光を含む種々の分光分析、質量分析により確認し、構造最適化計算により、1 nm程度の不斉ナノ空孔を有していることが分かった。ヘリカルラダーポリマーをシリカゲルに担持して調製した高速液体クロマトグラフィー用キラル固定相の光学分割能を評価したところ、点不斉、軸不斉、面不斉を含む広範な種類のキラル化合物に対して優れた不斉識別能を示すことが明らかとなった。一方、ラダー化前のランダムコイル構造の前駆体ポリマーは、光学分割能をまったく示さないことから、中空ヘリカルラダー構造の構築が、高性能な光学分割・不斉識別材料を開発するための有力な戦略になり得ることを見出した。
【2】光学的に純粋なトリプチセン骨格を含有するラダー型ビス（ベンゾ［f］イソキノリン）配位子と白金（II）錯体との配位駆動自己集合により、ホモキラルなトリプチセンからなる初めての光学活性環状金属錯体の合成に成功した。ラセミの配位子が、完璧なホモキラルセルフソーティングを起こし、一対の鏡像の環状金属錯体に定量的に変換されることも見出した。対応する非ラダー型配位子を用いた比較検討から、ラダー骨格の導入が選択的な配位駆動自己集合に重要な役割を果たすことを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
