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π共役高分子のらせん構造制御を基盤とする革新的スイッチングキラルマテリアルの創製

研究課題

研究課題/領域番号 16J00270
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 高分子化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

石立 涼馬  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードキラリティ / ポリアセチレン / らせん誘起 / らせん構造 / らせん記憶 / 不斉増幅 / アリル化反応 / ピリジンN-オキシド / 不斉触媒 / キラル固定相 / 光学分割
研究実績の概要

本研究では、側鎖に光学活性部位を有するポリ(ビフェニルイルアセチレン)(PBPA)単独重合体および共重合体(アキラル/キラルおよびキラル/キラル(S/R))を新規に合成し、PBPA誘導体が不斉増幅を示すかについて検討した。さらに、PBPA誘導体の不斉触媒への応用を目指し、有機触媒部位を側鎖に導入したPBPA誘導体も合成し、生成ポリマーのらせん構造制御および触媒反応への応用について検討した。
光学活性部位を側鎖に有するPBPA単独重合体の円二色性 (CD)スペクトルをメチルシクロヘキサン中で測定したところ、ポリマー主鎖の共役二重結合領域に明確な誘起円二色性(ICD)を発現したことから、一方向巻きのらせん構造を形成していることが分かった。また、PBPA共重合体のICD強度は、キラルユニットの含有率および光学純度に対して著しい正の非線形効果を伴いながら増大したことから、PBPA誘導体が顕著な不斉増幅を示すことを明らかにした。また、これらの共重合体に対して光学活性ゲスト化合物を添加した場合、らせんの片寄りの増大と巻き方向の反転が観測され、ゲスト化合物との非共有結合相互作用を介したさらなるらせん巻き方向の制御が可能であることも分かった。
有機触媒活性部位として動的軸性キラルなピリジンN-オキシド部位を側鎖に導入したPBPA誘導体(poly-1)を新たに合成し、光学活性ゲスト化合物存在下、poly-1のCDスペクトルをトルエン中で測定したところ、主鎖の吸収領域に明確なICDを発現した。また、再沈殿によって光学活性ゲストを除去した後、特定のアキラル化合物存在下でpoly-1を溶解させた場合、ICDが保持されることを明らかにした。また、poly-1を触媒として用いたアリル化反応を行ったところ、反応が進行し、目的生成物を得ることができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Chromatographic Enantioseparation by Poly(biphenylylacetylene) Derivatives with Memory of Both Axial Chirality and Macromolecular Helicity2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Ishidate, Tomoyuki Ikai, Shigeyoshi Kanoh, Eiji Yashima, Katsuhiro Maeda
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 29 号: 3-4 ページ: 120-129

    • DOI

      10.1002/chir.22687

    • NAID

      120006318709

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 側鎖にポリエチレングリコール鎖を有するポリ(ビフェニルイルアセチレン)誘導体の合成とらせん構造制御2018

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬, 横田千聖, 前田勝浩, 八島栄次
    • 学会等名
      第67回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性ポリ(ビフェニルイルアセチレン)誘導体のらせん構造制御2018

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬, 横田千聖, 池田莉穂, Winald Robert Kitzmann, 前田勝浩, 八島栄次
    • 学会等名
      第49回中部化学関連学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Water-Soluble Poly(biphenylylacetylene) Derivatives with Static Memory of Helicity2018

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬, 横田千聖, 前田勝浩, 八島栄次
    • 学会等名
      30th International Symposium on Chiral Discrimination : ISCD 30
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Chiral Stationary Phases Based on Helicity Induction and Memory Effect of Poly(biphenylylacetylene) Derivatives Bearing Acetyloxy Groups at the 2- and 2’-Positions of the Biphenyl Pendants2018

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬, 前田勝浩, 八島栄次
    • 学会等名
      Molecular Chirality Asia 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Chiral Stationary Phases Based on Helicity Control of Poly(biphenylylacetylene) Derivatives Bearing Polar Pendant Groups2017

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬, 井改知幸, 前田勝浩, 加納重義, 八島栄次
    • 学会等名
      日本化学会 第97回春季大会 (2017)
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 側鎖に極性官能基を導入したポリ(ビフェニルイルアセチレン)誘導体のらせん構造制御を基軸とするスイッチングキラル固定相の開発2017

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬・井改知幸・前田勝浩・加納重義・八島栄次
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Helicity Induction and Memory Effect in Poly(biphenylylacetylene)s Bearing Acetyloxy Groups at the 2- and 2’-Positions of the Biphenyl Pedants and Their Use as Chiral Stationary Phases for HPLC2017

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬・井改知幸・前田勝浩・加納重義・八島栄次
    • 学会等名
      29th International Symposium on Chiral Discrimination : ISCD 29
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Poly(biphenylylacetylene) Derivatives Bearing Polar Groups and Their Application to Chiral Stationary Phases for HPLC2016

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬, 井改知幸, 前田勝浩, 加納重義, 八島栄次
    • 学会等名
      The 11th SPSJ International Polymer Conference
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2016-12-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ポリ(ビフェニルイルアセチレン)誘導体のらせん構造制御を基軸とする光学分割材料の開発2016

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬, 井改知幸, 前田勝浩, 加納重義, 八島栄次
    • 学会等名
      第25回ポリマー材料フォーラム
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ポリ(ビフェニルイルアセチレン)誘導体のらせん構造制御を基軸としたスイッチングキラル固定相の開発2016

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬, 井改知幸, 前田勝浩, 加納重義, 八島栄次
    • 学会等名
      第47回中部化学関連学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] らせん構造の誘起と記憶を利用したポリ(ビフェニルイルアセチレン)型キラル固定相の開発2016

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬, 井改知幸, 前田勝浩, 加納重義, 八島栄次
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学 横浜キャンパス
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Helicity Control of Poly(biphenylylacetylene) Derivatives Bearing Polar Groups Aiming at Application to Chiral Stationary Phases for HPLC2016

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬, 井改知幸, 前田勝浩, 加納重義, 八島栄次
    • 学会等名
      28th International Symposium on Chiral Discrimination : ISCD 28
    • 発表場所
      Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 極性官能基を導入したポリ(ビフェニルイルアセチレン)誘導体のらせん構造制御を基盤とするキラル固定相の開発2016

    • 著者名/発表者名
      石立涼馬, 井改知幸, 前田勝浩, 加納重義, 八島栄次
    • 学会等名
      第65回高分子年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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