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2016 Fiscal Year Annual Research Report

外部刺激応答型らせん反転・らせん不斉誘起を利用したキラルシグナル増幅高分子の開発

Research Project

Project/Area Number 14J05141
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

西川 剛  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Keywordsらせん高分子 / らせん反転 / 溶媒効果 / 円偏光蛍光 / 不斉触媒
Outline of Annual Research Achievements

近年、高分子材料への更なる機能付与の観点から、高分子主鎖のらせん不斉制御を行う研究が大きな関心を集めている。申請者の所属する研究室では主鎖にらせん構造を有するポリ(キノキサリン-2,3-ジイル) (PQX)に関する研究を行っており、特定の側鎖を有するPQXが溶媒依存性らせん反転を示すことを明らかにしている。本年度はこの知見に基づき、以下の研究に取り組んだ。
(S)-4-octyloxymethyl基とdiphenylphosphino基を有するPQXを合成し、不斉反応の配位子としての利用を検討した。Pd触媒による不斉ヒドロシリル化反応に用いたところ、反応溶媒として二種類の炭化水素を使い分けることにより、高い選択性で二種類の鏡像異性体の作り分けに成功した。また、不斉鈴木-宮浦クロスカップリング反応では、反応溶媒として二種類のエーテルを使い分けることで両方の鏡像異性体を作り分けることができた。
電子豊富なアリール基を側鎖として導入することにより、PQXの蛍光量子収率を劇的に改善することに成功した。アリール基の構造を変えることにより青色から赤色付近まで目視で認識可能な様々な発光色を示すPQXが得られた。これらのPQXは主鎖のらせん不斉に基づく円偏光発光特性を示した。PQXの溶媒依存性らせん反転を利用することにより、円偏光発光のキラリティをスイッチすることに成功した。
従来のPQX合成においては、遷移金属錯体を開始剤として用いる必要があったため、より簡便なPQX合成法の開発のためにラジカル重合に着目した。Studer教授の報告したラジカル反応剤によるキノキサリン環構築反応から着想を得て、PQX合成のための新たなラジカル反応剤を設計した。Studer教授の指導の下で種々の検討を行った結果、ケイ素部位を有する目的物前駆体を合成するための効率的手法を確立することができた。

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

    (8 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ウェストファーレン・ヴィルヘルム大学 有機化学科(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ウェストファーレン・ヴィルヘルム大学 有機化学科
  • [Journal Article] Poly(quinoxaline-2,3-diyl) as a Multifunctional Chiral Scaffold for Circularly Polarized Luminescent Materials: Color Tuning, Energy Transfer, and Switching of the CPL Handedness2017

    • Author(s)
      Tsuyoshi Nishikawa, Yuuya Nagata, Michinori Suginome
    • Journal Title

      ACS Macro Letters

      Volume: 6 Pages: 431-435

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.7b00131

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] (S)-4-オクチルオキシメチル側鎖を有するポリキノキサリンの不斉らせん誘起における鋭敏な溶媒依存性を利用したらせん高分子配位子のキラリティスイッチング2017

    • Author(s)
      長田裕也、柿原佑亮、西川剛、杉野目道紀
    • Organizer
      日本化学会第97春期年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学 日吉キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] Poly(quinoxaline-2,3-diyl) as a Modular Platform for Circularly Polarized Luminescent Materials: Color Tuning, Energy Transfer, and Switching of CPL Handedness2017

    • Author(s)
      西川剛、長田裕也、杉野目道紀
    • Organizer
      日本化学会第97春期年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学 日吉キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] キラル側鎖構造のチューニングに基づいたポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)の不斉らせん誘起における溶媒依存性の鋭敏化2016

    • Author(s)
      長田裕也、柿原佑亮、西川剛、杉野目道紀
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学 横浜キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)の主鎖らせん反転:キラル側鎖構造のチューニングによる溶媒依存性の鋭敏化2016

    • Author(s)
      長田裕也、柿原佑亮、西川剛、杉野目道紀
    • Organizer
      第62回高分子研究発表会
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館
    • Year and Date
      2016-07-15 – 2016-07-15
  • [Presentation] Switch of Main-Chain Helical Chirality of Poly(quinoxaline-2,3-diyl)s Based on the Molecular Shape of Alkane Solvents2016

    • Author(s)
      長田裕也、西川剛、杉野目道紀
    • Organizer
      The 12th International Symposium on Organic Reaction (ISOR-12)
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2016-04-22 – 2016-04-24
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ポリキノキサリンを主骨格とするキラリティスイッチング型円偏光蛍光材料の作成方法2016

    • Inventor(s)
      杉野目道紀、長田裕也、西川剛
    • Industrial Property Rights Holder
      杉野目道紀、長田裕也、西川剛
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-159587
    • Filing Date
      2016-08-16

URL: 

Published: 2018-01-16  

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