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フロー精密超分子重合を機軸とするπ電子系超分子ポリマーの機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 19K05419
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

大城 宗一郎  名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 講師 (90793323)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード有機π共役分子 / 超分子ポリマー / 精密超分子重合 / フロー・マイクロリアクター / 超分子化学 / アミノ酸ジアミド / 種重合 / フロー精密超分子重合 / π電子系超分子ポリマー
研究開始時の研究の概要

アミノ酸ジアミドのフォールディング特性と会合特性を利用するコンセプトのもと,フロー精密超分子重合に適した汎用分子骨格を創出し,種々のπ電子系超分子ポリマーの構造制御と機能開拓に取り組む.平成31年度は,アミノ酸ジアミドの二量化により,迅速な拡散条件下においても会合活性が抑制された準安定状態を発現させ,フロー・マイクロリアクターを利用する精密超分子重合法の確立を目指す.平成32年度以降は,種々のπ電子系について精密超分子重合に取り組み,構造要素が精密に制御された超分子ポリマーの光・電子特性の評価を進め,会合体構造と物性の関係を明らかにする.

研究成果の概要

本研究では,有機π共役分子が一次元に自己集合した超分子ポリマーに着目し,フロー・マイクロリアクターを利用するフロー精密超分子重合法の確立に取り組んだ.精密超分子重合は,超分子ポリマーの構造要素を速度論的に制御できる手法として注目されており,フロー・マイクロリアクターは迅速かつ均質な条件下で溶液を混合でき,分子集積場として有望である.
3年間の研究によって,アミノ酸ジアミドをジスルフィド結合により二量化すると,折り畳み構造の速度論的な安定性と,会合状態の熱力学的な安定性の向上が確認され,フロー精密超分子重合に適した分子骨格であることを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機π共役分子が一次元に会合した超分子ポリマーにおいて,重合度や分散度などの構造要素の制御は,均質性に由来した光・電子機能を追求する鍵となる.その一つのアプローチが精密超分子重合法である.本研究では,フロー・マイクロリアクター中において精密超分子重合を実現する分子骨格,有機π共役分子を明らかにした.精密超分子重合法の確立は機能性材料の開発において重要な研究分野であり,本研究で開拓した分子骨格を多様な有機π共役分子に導入することで,新材料の創出に繋がると期待される.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A Supramolecular Polymer Constituted of Antiaromatic Ni(II) Norcorroles2022

    • 著者名/発表者名
      S. Ukai, A. Takamatsu, M. Nobuoka, Y. Tsutsui, N. Fukui, S. Ogi, S. Seki, S. Yamaguchi, H. Shinokubo
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 61 号: 6 ページ: 202114230-202114230

    • DOI

      10.1002/anie.202114230

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual Trapping of a Metastable Planarized Triarylborane π-System Based on Folding and Lewis Acid?Base Complexation for Seeded Polymerization2021

    • 著者名/発表者名
      Choi Heekyoung、Ogi Soichiro、Ando Naoki、Yamaguchi Shigehiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 7 ページ: 2953-2961

    • DOI

      10.1021/jacs.0c13353

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrophobicity-driven folding and seeded polymerization of cystine-based dimeric diamides in aqueous media2020

    • 著者名/発表者名
      Fukaya Natsumi、Ogi Soichiro、Kawashiro Midori、Yamaguchi Shigehiro
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 85 ページ: 12901-12904

    • DOI

      10.1039/d0cc05255h

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrophobicity and CH/pi-interaction-driven self-assembly of amphiphilic aromatic hydrocarbons into nanosheets2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Nishikawa, Hiroki Narita, Soichiro Ogi, Yoshikatsu Sato, Shigehiro Yamaguchi
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 55 号: 99 ページ: 14950-14953

    • DOI

      10.1039/c9cc08070h

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 種重合によるシート状ジケトピロロピロール集合体の構造制御と励起状態ダイナミクス2022

    • 著者名/発表者名
      大城 宗一郎,深谷 菜摘,五月女 光,藤本 和宏,柳井 毅,宮坂 博,山口 茂弘
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 準安定なルイス錯体を利用する平面固定ホウ素π電子系の種重合2021

    • 著者名/発表者名
      大城宗一郎, Heekyoung Choi, 安藤直紀, 山口茂弘
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] D-A-D型色素の種重合と蛍光イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      大城 宗一郎・今井 芳樹・山口 茂弘
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 疎水効果による折り畳みを利用した種重合2021

    • 著者名/発表者名
      大城宗一郎・深谷菜摘・川城翠・山口茂弘
    • 学会等名
      第14回 有機π電子系シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Seed-initiated Polymerization Based on Folding and Assembly Behavior of an Amino-Acid-based Diamide2019

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Ogi, Kentaro Matsumoto, Aiko Takamatsu, Shigehiro Yamaguchi
    • 学会等名
      Gordon research conference: Self-Assembly and Supramolecular Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic Control over Self-assembly of Dithienyldiketopyrrolopyrrole Dyes in Aqueous Media through Seeding Approach2019

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Ogi, Natsumi Fukaya, Arifin, Yuh Hijikata, Shigehiro Yamaguchi
    • 学会等名
      ITbM-GTR Pre-ISNA Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アミノ酸ジアミドを利用するπ電子系化合物の精密超分子重合2019

    • 著者名/発表者名
      大城宗一郎,松本健太郎,高松愛子,今井芳樹,山口茂弘
    • 学会等名
      第13回有機π電子系シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] π電子系化合物の精密超分子重合2019

    • 著者名/発表者名
      大城宗一郎
    • 学会等名
      錯体化学若手の会 北陸支部勉強会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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