2012 Fiscal Year Annual Research Report
固液および気液界面における自己集合単分子膜を利用する多孔性二次元ポリマーの合成
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24350046
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
戸部 義人 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (60127264)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 二次元ポリマー / 固液界面 / 気液界面 / 自己集合 / 単分子膜 |
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| Research Abstract |
本研究では、固液あるいは気液界面において形成される自己集合膜を利用し、連結部分に含まれる反応性部位の光反応により分子間の結合形成を行い、未知の新物質である多孔性の二次元ポリマーを合成することを目的に行った。
1.固液界面におけるデヒドロベンゾ[12]アヌレン(DBA)誘導体が形成する多孔性二次元ネットワークの利用
アルキル鎖の途中にブタジイン部位を含むDBAを合成し、それらがグラファイト/有機溶媒の界面においてハニカム型の自己集合単分子膜を形成することをSTM観測に基づいて観測した。しかし、固液界面での光照射を試みたが反応の生起を観測するには至らなかった。これはブタジイン末端のアルキル鎖が反応を抑制していることによるものと考えて、より反応性の高い前駆体の設計を行っている。.
カルベン前駆体としてトリフォロメチルフェニルジアジリン部位を側鎖中に含むDBAの合成をほぼ終えることができた。現在、グラファイト/有機溶媒での多孔性単分子膜形成について調査している。
2.気液界面において三方形分子が形成するLangmuir-Blodgett(LB)膜の利用
反応性部位をもちそれらが互いに近接するような細密充填構造をとりうるようにLB膜を形成し、しかも比較的合成容易な分子の設計を、分子モデリングと合成経路探索に基づいて行った。その結果、当初計画していたアントラセン誘導体に代わり、スチリル基を有するベンゼン誘導体を有力な合成ターゲットとしてとりあげることにした。
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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
固液界面においてブタジイン部位を含む長鎖アルキル置換デヒドロベンゾ[12]アヌレンがハニカム型の多孔性単分子膜を形成することをSTM観測に基づき明らかにした。しかし、光照射によるブタジイン部位間での結合形成には至っていない。気液界面における単分子膜形成技術を習得するとともに、細密充填構造をとったときに反応性部位が分子間で近接した位置に配置される分子のモデリングを行い、合成すべきターゲットの絞り込みを行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
固液界面において形成される単分子膜を利用する共有結合形成では、ブタジイン部分の反応性を向上させるため側鎖の末端アルキル基を除去する、あるいは反応開始点を導入するなどの方策を取る。気液界面における単分子膜形成については、目的分子の絞り込みができたのでその合成に着手する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
固液界面における単分子膜形成とそれを用いる2次元ポリマーの合成に関しては、ブタジイン部位の反応性を高めた誘導体の合成とグラファイト上での単分子膜形成、さらには光照射による分子間共有結合形成について検討する。溶媒にメタノールなどのアルコールを共存させ、結合形成の結果発生するカルベン中間体を捕捉する予定である。気液界面における単分子膜形成を利用する2次元ポリマーの合成に関しては、スチリル基間の光環化付加反応を用いることとし、親水性基をもつスチリル基が中央のベンゼン環に3個ないし6個結合した化合物の合成に着手する。
以上のことに要する試薬・器具類を主に購入する。情報収集や成果発表のための旅費等も計上する予定である。
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