2015 Fiscal Year Annual Research Report
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15H05483
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
杉安 和憲 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (80469759)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超分子化学 / 超分子ポリマー / アゾベンゼン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２７年度はアゾベンゼン誘導体の合成とその超分子ポリマー化について検討した。６種類のアゾベンゼン誘導体を合成し、そのうち２つが１次元の超分子ポリマーを形成することを明らかにした。また、シス体へと光異性化すると超分子ポリマーを与えないこともわかった。
超分子ポリマーの成長に関して、Meijerらによって提案されているCooperativeモデルに加え、van’t Hoffプロットから熱力学パラメータを決定した。また、光異性化については、Arrheniusプロットから活性化エネルギーを求めた。これらの値をもとに、光異性化と超分子ポリマー化がカップルされたエネルギーランドスケープを描くことができた。
超分子ポリマーに対して超音波照射することによって超分子ポリマーを分断することができ、これを種（開始剤）として用いて、リビング超分子重合を試みた。種とアゾベンゼンのシス体を混合し、ここに可視光を照射することによって、シス＝＞トランス異性化を行ったところ、トランス体となったアゾベンゼンは、種に会合し、その結果として超分子ポリマーが成長した。すなわち、超分子ポリマーの光連鎖重合に成功した。
また、以前から研究しているポルフィリン誘導体についても新しい展開があった。超分子集合体が示す時間発展現象とエネルギーランドスケープの相関を明らかにするために、さらに多くのポルフィリン誘導体を合成し、その自己集合プロセスを精査した。具体的にはポルフィリン分子に修飾したアルキル鎖の長さを、ブチル基からヘプチル基まで変え、その超分子集合体形成をスペクトルおよび顕微鏡観察によって評価した。今後は、これらの分子の自己集合プロセスに関するメカニズムの解明に取り組む。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、我々が以前に報告したリビング超分子重合メカニズムのエッセンスを抽出し、超分子ポリマーのリビング重合系をさらに２例以上提示することによって、精密超分子重合の分野を大きく前進させることである。平成２７年度に、アゾベンゼンを用いることによってもリビング超分子重合が可能であることを示すことができた。本手法は我々の従来のコンセプトの一般性を示すだけでなく、時空間的なリビング超分子重合を可能とする新しい方法論となると期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
我々のリビング超分子重合の初報では、ポルフィリン分子を用いた。このポルフィリン分子がリビング超分子重合できるメカニズムは既に明らかになっている。しかしながら、分子構造とメカニズムの相関は明らかになっていない。重合メカニズムのエッセンスを抽出するためには、この相関を明らかにする必要がある。そこで、今後は、ポルフィリン誘導体を複数さらに合成し、そのリビング超分子重合を試みる。
また、平成２７年度に着手したアゾベンゼン分子の光リビング超分子重合については、さらに研究を展開し、その一般性を示す。
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