Development and application of supramolecular systems based on the assembly of synthetic helical polymers
| Project/Area Number |
21H01984
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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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 |
井改 知幸 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90402495)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田浦 大輔 名城大学, 理工学部, 准教授 (20622450)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
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| Keywords | らせん / 超分子ポリマー / キラリティ / 高次構造 / イソシアニド |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、DNAやタンパク質等の生体分子の構造から学び、ラセン二次構造の配列制御という新概念を着想し、「人工ラセン分子が様々な形態で規則配列した多彩な超分子構造体」を創成する新技術の確立およびラセンと超分子の構造特性・強みを掛け合わせることで初めて生み出されるラセン超分子系に固有の新物性・卓越機能を創出し、分離、認識、触媒、情報に関連する革新的材料の創製を目指す。さらに、一方向巻きラセン高分子を半永久的に生み出すことができる不斉増殖サイクルの実現にも挑戦する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工ラセン分子が様々な形態で規則配列した多彩な超分子構造体の創成と二次構造が集積することで生み出される高度に規制されたナノ空間を分子認識場・反応場として活用した機能材料の開発を目指し、以下に示す成果を得た。
【1】光学活性なトリプチセン骨格を含有するヘリカルラダーポリマーの二次構造制御について検討する中で、キラルユニットの絶対配置を変えることなく、アキラルなπ共役ユニットを置き換えるだけで、ラセン形状を緩やかなヘリカルコイル型やリボン型に変えることができ、さらに、ラセンの巻き方向もアキラルユニットの構造に依存して制御可能であることを実証した。
【2】アルキン芳香環化反応を利用して、2,2´位をアルキレンジオキシスペーサーで架橋したテザー型ビナフチル骨格を主鎖に導入した新規ヘリカルラダーポリマーを合成し、スペーサー長の系統的な変化に基づいたらせん二次構造及び円偏光発光特性のチューニングに成功した。
【3】トリプチセン骨格を含有するラセミのラダー型配位子が、白金（II）錯体存在下、完璧なホモキラルセルフソーティングを起こし、一対の鏡像の金属マクロサイクルに定量的に変換されることを見出した。対応する光学的に純粋な金属マクロサイクルの合成にも成功している。
【4】光学活性ラセン高分子が、市販のキラルカラムでも分離が困難な脂肪族キラルアルコールに対して極めて高い光学分割能を示し、実用的にも優れたキラル固定相になることを見出した。
【5】主鎖近傍に極少量 (0.3 mol%) の光学活性部位を導入したポリアセチレン誘導体が世界最高峰の不斉増幅能を示し、ラセン構造の完全制御を達成した。さらに、極めて強い不斉増幅現象を利用することで、極僅かな不斉源 (0.5 mol%) から優れた不斉識別能を有するキラル固定相を開発することに成功した。
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| Research Progress Status |
令和5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5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
(58 results)
