| 研究課題/領域番号 |
19H00909
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
生越 友樹 京都大学, 工学研究科, 教授 (00447682)
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| 研究分担者 |
淺川 雅 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 准教授 (90509605)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
46,410千円 (直接経費: 35,700千円、間接経費: 10,710千円)
2021年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2020年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2019年度: 25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円)
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| キーワード | ピラーアレーン / 超分子構造 / 直接観察 / 面性不斉 / ゾル－ゲル転移 / キラル増幅 / ピラー[5]アレーン / キラル転写 / 円偏光発光 / らせん構造 / ＡＦＭ / 不斉誘起 / イオン間相互作用 / 不斉転写 / 原子間力顕微鏡 / キラリティー / アゾベンゼン / 高解像度AFM / 3次元空間イメージング / ピラー[n]アレーン / 高速AFM / ホスト－ゲスト錯体 / ホストーゲスト形成 / 面性キラリティ / 分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、S体とR体のキラル分子が分子レベルでどのように空間分布しているかを可視化・分離する技術の開発を目的とする。そのために柱型環状分子ピラーアレーンを利用する。ピラーアレーンは、キラル空間を有しているため、S体とR体のキラル分子を見分けることが可能である。また高分解能で3次元空間分布イメージングが可能な3次元走査型原子間力顕微鏡を用いる。本研究ではAFM探針にキラル空間を有するピラーアレーンを導入し、基板表面の観察対象のキラル分子・高分子との間に働く力を3次元空間に描写する。これにより、S体とR体が分子レベルでどのように空間分布しているかを可視化することが可能になる。
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| 研究成果の概要 |
筆者らが見出したピラー[5]アレーンの面性キラリティーは、外部条件に応じてS体・R体の偏りを制御することが可能であるが、完全にS体、R体へと偏らせることが困難であった。そこで不斉炭素周りの分子デザインにより、面性キラリティーが完全に固定化されホモキラルなピラー[5]アレーンの分子設計と合成を行った。様々な置換基を導入できるように、クリック反応を利用した官能基導入法も開発した。さらに得られたホモキラルなピラー[5]アレーンがどのように分子集合しているかを分子レベルで可視化し、高次構造が及ぼす光学特性・キラル増幅・ゾル―ゲル転移などの物性について評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高分子・超分子は、構成単位が同じであっても、その取りうる高次構造が異なることで、全く異なる性質を示す。例えば単純なポリスチレンの様な一般的な汎用性高分子であっても、その高次構造によって融点や強度などの物性が全く異なる。本研究では、面不斉（S体とR体）が偏った柱型環状分子ピラーアレーンが繋がった超分子構造について明確に観察することで、真に超分子の高次構造が及ぼす、光学特性・キラル増幅・ゾル―ゲル転移といった物性との相関を明らかにすることができた。
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