| Project/Area Number |
22KJ1577
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| Project/Area Number (Other) |
22J15480 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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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 |
奥田 省吾 名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | キラリティ / ポリアセチレン / らせん誘起 / らせん記憶 / キラル固定相 / 光学分割 / らせん構造 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、生体系にみられる機能の人工的な発現を目指して、ラセン構造を形成する高分子の合成とその性質に関する研究が世界中で活発に行われている。しかし、人工ラセン高分子の触媒、認識、情報等に関連する機能レベルは、ラセン集合系を操る生体系に遠く及ばないのが現状である。本研究では、独自の分子設計に基づき開発する新規な動的ラセン高分子が発現する「特異なラセン誘起・記憶とラセン反転挙動」と「星型ポリマーに潜在する高分子効果」を巧みに掛け合わせることで、極微量の光学活性ゲストにより、ラセン構造を瞬時に誘起・記憶・反転可能かつ実用レベルの高性能を発現する「次世代のスイッチング型キラル材料」の開発を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、生体系にみられる機能の人工的な発現を目指して、ラセン構造を形成する高分子の合成とその性質に関する研究が世界中で活発に行われている。しかし、人工ラセン高分子の触媒、認識、情報等に関連する機能レベルは、ラセン集合系を操る生体系に遠く及ばないのが現状である。申請者の研究グループではこれまでに、側鎖にビフェニル基を有する光学不活性なポリアセチレン誘導体が光学活性化合物のキラリティに応答して一方向巻きらせん構造を形成し（らせん誘起）、光学活性化合物を除去した後も、誘起されたらせん構造を記憶として安定に保持できること（らせん記憶）を見出している。今年度は、一方向巻きらせんポリマーを簡便かつ効率的に合成する手法として、光学活性なゲスト化合物存在下、ビフェニルイルアセチレン (BPA) モノマーの重合を行うことで、ポリマー主鎖に一方向巻きらせん構造が誘起・記憶されながら成長反応が進行する「らせん選択記憶重合」の開発について検討を行い、以下の成果を得た。
カルボキシ基及びアミノ基を有するBPAモノマーを新規に設計、合成し、対応する光学活性ゲスト存在下、ロジウム触媒を用いて水中で重合を行ったところ、1時間程度でほぼ完全に一方向巻きに片寄ったらせん記憶ポリマーを得ることに成功した。一方で、予め合成した光学不活性なポリマーに一方向巻きのらせん構造を後から誘起することもできるが、その場合にはより長い時間を要した。すなわち、らせん選択記憶重合を用いることで、従来の光学不活性ポリマーへのらせん誘起と記憶の手法と比較して、超高速で一方向巻きらせんポリマーを定量的に合成可能な手法の開発に成功した。
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