| Project/Area Number |
22K14725
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 超分子化学 / ホスト-ゲスト化学 / 環状分子 / ホスト–ゲスト化学 / 高分子化学 / ホスト－ゲスト相互作用 / 高分子材料 / 協同効果 / 分子認識 |
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| Outline of Research at the Start |
環状化合物は空孔内部にゲスト分子を取り込むことができるため、選択的な物質貯蔵や分離・精製に利用することができる。これらの環状化合物は、高分子化により成形加工性・安定性の向上が達成された一方、高分子鎖上で環骨格が連続することで、新たな機能性や性質を示した例は極めて少ない。これは、高分子化された環状化合物の多くが、回転可能な単結合によって連結されるため、環構造の向きや位置関係が定まらず、それぞれが独立して作用したことに由来する。本研究では、環構造を二本の高分子鎖で連結することで回転を抑制し、環構造の向きが揃った状態で固定することで、低分子では見られない、高分子に特有の性質を見出す。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aimed to create new functions based on cooperative effects through the polymerization of cyclic structures. First, we attempted to induce cooperative effects by producing a polymer material with high crystallinity. Although polymerization was attempted in the crystalline state in an attempt to achieve high crystallinity, the crystallinity of the resulting polymer was low, and no cooperative effects were observed. On the other hand, when the size of the cyclic structure was reduced, we discovered that the 1,3-butadiene group, introduced as a polymerizable unit, was encapsulated within the cavity. This led to the formation of a homochiral one-dimensional structure composed of a single enantiomer. This phenomenon, known as chiral sorting, was further investigated by synthesizing derivatives to analyze the underlying mechanism.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
キラルソーティングは、分子がキラリティーを選別して自己集合構造を形成する現象である。一般にこの現象の制御には、分子間相互作用の方向性や強さを三次元的に精密に調整する必要があり、制御は非常に困難とされる。本研究では、キラルな環状分子において、キラルソーティング現象を見出した。このとき、分子間相互作用を精密に設計することなく、分子修飾によって結晶構造中における分子の相対的な傾きを制御するだけで、直感的かつ容易にキラル配列を制御できることがわかった。この手法は、キラルな環状分子に基づくキラル材料の開発に新たな展開をもたらす可能性がある。
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