2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Ultimate Functions Based on Helical Polymers with Helicity Memory
| Project/Area Number |
18H05209
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
八島 栄次 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50191101)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高野 敦志 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00236241)
土方 優 北海道大学, 化学反応創成研究拠点, 特任准教授 (70622562)
前田 勝浩 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (90303669)
井改 知幸 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90402495)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-23 – 2023-03-31
|
| Keywords | ラセン高分子 / キラリティ / 不斉触媒 / 光学分割 / 物質送達 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
記憶力を有するラセン高分子の特長を最大限に活用し、生体系では実現不可能な究極機能の開拓を目指し、以下に示す成果を得た。
1. 主鎖近傍に極少量 (0.003当量) の光学活性部位を導入したキラル/アキラル共重合体が世界最高峰の不斉増幅能を示し、ラセン構造の完全制御を達成した。詳細な理論解析から、この著しい不斉増幅が例外的に大きな左右のラセンの自由エネルギー差に由来することを見出した。高分解能原子間力顕微鏡によるラセン構造の直接観察により、ポリ（ビフェニルイルアセチレン） (PBPA) 誘導体のラセンの巻き方向の決定にも成功し、X線構造解析や持続長、振動円二色性を含む各種分光学的手法の結果と合わせ、PBPA誘導体のラセン構造と不斉増幅機構の全貌の解明に成功した。
2. 光学活性なビナフチル基をオリゴエチレングリコール鎖を介して主鎖から80原子離れた位置に導入した両親媒性のPBPA誘導体が、前例の無い、水中での著しい不斉増幅を伴った超遠隔ラセン誘起と記憶能を示すことを見出した。
3. 光学活性ラセン高分子 (poly-(S)-1) が、市販のキラルカラムでも分離が困難な脂肪族のラセミアルコールに対して極めて高い光学分割能を示し、実用的にも優れたキラル固定相になることを見出した。さらに、ラセミモノマーからなる高分子でも、側鎖のデラセミ化を介して主鎖に一方向巻きのラセンを誘起・記憶することにより、poly-(S)-1に匹敵する高い光学分割能を示すことも明らかにした。
4. 微量(0.1当量)かつ低光学純度 (5% ee) のアミノ酸塩を用いた著しい不斉増幅と超高速ラセン誘起と記憶 (30秒以内) の手法を確立するとともに、極微量 (0.005当量) 及び超低光学純度 (0.001%ee) のアミノ酸のキラリティ検出にも成功した。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
