| 研究課題/領域番号 |
20J21642
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分35010:高分子化学関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
福田 茉佑 金沢大学, 新学術創成研究科 ナノ生命科学専攻, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 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 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2022年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | ポリアセチレン / ラセン / ラセン誘起 / ラセン反転 / ラセン記憶 / 不斉増幅 / 不斉合成 / らせん / らせん誘起 / らせん記憶 / らせん反転 / キラルセンシング / キラル凝集体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ラセン高分子は、生体高分子の模倣や高度な機能開発を目指して世界中で研究が進められている。その中でも巻き方向が自在に切り替わる動的ラセン高分子を用いた、外部刺激による巻き方向制御に関する研究が注目されているが、一般的に１つの外部刺激に対して１つの誘起状態しか取り得なかった。申請者は、「誘起時間」に着目した独創的なアイデアによって、キラルゲスト添加後の誘起時間によるラセンの巻き方向の切り替え、つまり１つの外部刺激から２つ以上の誘起状態を取ることを可能にした。本研究ではこの「時間反転現象」の機構解明を詳細に行い、前例のない時間反転現象に基づくマテリアル開発を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、ビフェニル側鎖2,2'-位に２つのメトキシメトキシ(OMOM)基を有するポリ(ビフェニルイルアセチレン)誘導体(PBPA)に対し、触媒量のキラルアンモニウム塩をゲストとして添加した際に、ポリマー主鎖に誘起されるラセン構造の巻き方向が、時間の経過に伴って反転する『時間依存ラセン反転挙動』(以下、本挙動)のメカニズム解明を目的に、キラルゲストの影響を調査した。本挙動を起こすことがすでに観察されているアラニン由来のテトラキス[3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ホウ酸(BArF)塩(G1)の他に、アラニンアミドのBArF塩(G2)やアラニンメチルエステルのBArF塩(G3)をキラルゲストに用いて、同様にPBPAへのラセン誘起を検討した。その結果、本挙動の速度は、G1 > G2 >> G3(反転せず)の順となり、キラルゲストのカルボニル部位の酸性プロトンの有無やその酸性度の強さとの相関が示唆された。また、トルエン中の水分も本挙動の発現に必要であることが、溶媒に用いたトルエン中の水分量を変えた実験から示唆された。そこで、本挙動が観察された条件下においてG1を用いて1H NMRの経時変化を測定したところ、OMOM基の加水分解の進行が観察された。一方、同条件でG3を用いた場合には全く観測されなかった。したがって、本挙動は、OMOM基の加水分解に起因していることが明らかになった。
さらに、触媒量のG1-G3を用いてラセン誘起を行うと、トルエン中の水分量に応じて誘起されるラセンの巻き方向が反転し、キラルゲスト除去後も誘起されたラセン構造が記憶として保持されることを見出した。つまり、トルエン中の水分量をわずかに変えるだけで、触媒量の同一キラルゲストを用いた光学不活性なPBPAへのラセン誘起によって、互いに逆巻きのラセン構造を有するラセンポリマーを不斉合成することに成功した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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