無機ナノ粒子元素ブロックを用いるキラル高分子ハイブリッドナノ空間材料の創製

• Project Area: Creation of Element-Block Polymer Materials
• Project/Area Number: 15H00769
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 藤原 尚 近畿大学, 理工学部, 教授 (30190101)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: ポリチオフェン / ナノチューブ / 光アンテナ / ハイブリッド / 無機ナノ粒子 / 高分子材料 / ポリマーナノチューブ / 磁性ナノ粒子 / キラル / 物質輸送

Outline of Annual Research Achievements

ポリマーナノチューブ（PNT）は、分子認識、物質の輸送、反応場としての利用が期待できるナノ空間材料である。我々は、PNTに導入する機能性分子として、光アンテナ機能を持つポルフィリンに着目した。ポルフィリン含有モノマーをポーラスアルミナテンプレート細孔内で電解重合することで、ポルフィリンポリチオフェンナノチューブ1-PNTを合成した。次に、1-PNTを走査型電子顕微鏡 (SEM) と走査型透過電子顕微鏡 (STEM)を用いて観察したところ、直径約250 nm、空孔約190 nm、膜厚約30 nmのチューブ形状であることが分かった。1-PNTのUV-vis スペクトルを測定したところ、439 nm にポルフィリンのソーレー帯に基づく吸収、500～700 nm 付近にポルフィリンのQ 帯およびポリチオフェンに基づく吸収を観測した。光アンテナ機能を持つポルフィリン、ポリチオフェンおよび光触媒であるキラルTiO2 ナノ粒子を複合させたキラル有機-無機ハイブリッドナノチューブを合成することを目的として、ターチエニルポルフィリンとキラルTiO2 ナノ粒子とのテンプレート電解共重合を行った。その結果、直径約220 nm のキラルTiO2ナノ粒子ハイブリッドナノチューブの生成を確認した。そのUV-visスペクトルを測定したところ、427 nmにポルフィリンのソーレー帯に基づく吸収を、500～700 nm付近にポルフィリンのQ帯およびポリチオフェンに基づく吸収を観測した。このハイブリッドナノチューブのCDスペクトルにコットン効果が確認されたことから、キラリティーを有していることが分かった。このような、キラルハイブリッドナノチューブの合成は他に例がなく、特異なキラルナノチューブの中空空間を利用した、不斉認識や不斉光反応への新たな展開が期待できると考えている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis of TiO2-Polythiophene Hybrid Nanotubes and Their Porphyrin Composites (2017)
  • Author(s): 1.Takeuchi, N.; Tazawa, S.; Matsukawa, K.; Sugahara, Y.; Nakahodo, T.; *Fujihara, H.
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 46 Issue: 3 Pages: 354-356
  • DOI: 10.1246/cl.161057
  • NAID: 130005436565
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Remarkably Stable S-Oxides of Calix[4]thiophenes and Their Sulfonium Ylide from Reaction of S-Oxide with Acetylene Derivative (2017)
  • Author(s): Takeuchi, N.; Nakahodo, T.; *Fujihara, H.
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 46 Issue: 3 Pages: 389-391
  • DOI: 10.1246/cl.161105
  • NAID: 130005436648
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis of Porphyrin-Polythiophene Nanotubes and Their Zinc Complex and Silver Nanoparticle Composites (2017)
  • Author(s): Takeuchi, N.; Ueda, S.; Nakahodo, T.; *Fujihara, H.
  • Journal Title: Heterocycles Volume: 95 Issue: 2 Pages: 768-774
  • DOI: 10.3987/com-16-s(s)87
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Chiral metal nanoparticles encapsulated by a chiral phosphine cavitand with the tetrakis-BINAP moiety: their remarkable stability toward ligand exchange and thermal racemization (2016)
  • Author(s): Nishimura, R.; Yasutake, R.; Yamada, S.; Sawai, K.; Noura, K.; Nakahodo, T.; Fujihara, H.
  • Journal Title: Dalton Trans. Volume: 45 Issue: 11 Pages: 4486-4490
  • DOI: 10.1039/c5dt04660b
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 超臨界二酸化炭素反応場におけるPdナノ粒子を用いた触媒反応 (2016)
  • Author(s): 近藤稜大・仲程 司・藤原 尚
  • Organizer: 第67回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道教育大学・旭川
  • Year and Date: 2016-09-22
• [Presentation] C2キラル骨格を有するBODIPYポリマーナノチューブの創製と機能 (2016)
  • Author(s): 山中智博・仲程 司・藤原 尚
  • Organizer: 第65回高分子討論会
  • Place of Presentation: 神奈川大学・横浜
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] 有機セレン化合物の新展開-超原子価結合形成をトリガーとした金属ナノ粒子の合成- (2016)
  • Author(s): 岡崎健太・仲程 司・藤原 尚
  • Organizer: 第27回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場・広島
  • Year and Date: 2016-09-01
• [Presentation] キラルYb錯体-ポリチオフェンナノチューブ複合体の創成 (2016)
  • Author(s): 新谷 望・仲程 司・藤原 尚
  • Organizer: 第27回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場・広島
  • Year and Date: 2016-09-01
• [Presentation] キラルプラズモニックマグネタイトおよびポリマーハイブリッドナノチューブ (2016)
  • Author(s): 岸本直也・仲程 司・藤原 尚
  • Organizer: 第67回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道教育大学・旭川
• [Presentation] カチオン性キラルポリチオフェンナノチューブの不斉認識 (2015)
  • Author(s): 亀山 元貴、仲程 司・藤原 尚
  • Organizer: 第45回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 早稲田大学国際会議場・東京
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] 配位結合部位を有するキラルポリマーナノチューブの合成と機能 (2015)
  • Author(s): 佐藤 祥太郎、仲程 司、藤原 尚
  • Organizer: 第45回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 早稲田大学国際会議場・東京
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] 光アンテナ機能を持つポルフィリンポリマーナノチューブの創成 (2015)
  • Author(s): 竹内 規貴、仲程 司、藤原 尚
  • Organizer: 第64回高分子討論会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス・仙台
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] クリック反応によるポリマーナノチューブの表面修飾と機能化 (2015)
  • Author(s): 山本 圭一、仲程 司、藤原 尚
  • Organizer: 第64回高分子討論会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス・仙台
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] 半導体ナノ粒子とポリチオフェンからなるキラルハイブリッドナノチューブの合成と特性 (2015)
  • Author(s): 戸川 裕介、仲程 司、藤原 尚
  • Organizer: 第66回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス
  • Year and Date: 2015-09-10
• [Book] 元素ブロック高分子 (2015)
  • Author(s): 中條善樹監修、藤原尚分担執筆
  • Total Pages: 270
  • Publisher: シーエムシー出版