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動的らせん高分子とロタキサンの階層的集積化と空間的不斉伝達制御

公募研究

研究領域配位プログラミング ― 分子超構造体の科学と化学素子の創製
研究課題/領域番号 22108510
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

中薗 和子  東京工業大学, 男女共同参画推進センター, 助教 (30467021)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード分子機械 / らせん高分子 / ポリロタキサン / ロタキサン / 超分子 / ボリロタキサン / 超分子化学
研究概要

さまざまな刺激に応答して、化学的・構造的に可逆変換する分子は分子スイッチと呼ばれるが、環状分子にダンベル状分子が貫通したロタキサンも、コンポーネント間の相対的な位置を制御することができるため分子スイッチとなる。本研究では、pHに応答するロタキサン分子スイッチを高分子上に集積化することにより、ロタキサン素子と高分子間の機能や情報の効果的な伝達あるいは増幅による高度な機能の実現を目指し研究を行った。今年度は側鎖に酸・塩基応答性の光学活性なロタキサンを導入したポリアセチレンにおいて、主鎖と輪成分の距離をスイッチすると主鎖のらせん不斉や有効共役長の変化が可逆的かつ高速に起こることを見出した。また、光学活性な置換基として分子不斉ロタキサンを導入し、従来の不斉にない「動的不斉」が生み出す空間的かつ確率論的な不斉場を使った不斉増幅について明らかにした。さらに、より構造明確ならせん構造制御を狙って、空孔をもつ巨大な剛直らせん高分子のらせん制御についても、側鎖に光学活性な輪成分を有するロタキサン分子スイッチを導入したポリ(m-フェニレンジエチニレン)を合成し、らせん誘起が輪成分と高分子主鎖との距離を変化させることで制御できることを明らかにした。これらの成果によりロタキサンスイッチを広範な高分子構造制御へと展開することの有用性を見出した。応用展開を指向し、共重合ポリマー系におけるロタキサン分子スイッチ挙動とらせん誘起効率の関係性についても検討を行って、一定の条件を満たすコモノマーを用いれば、ロタキサン分子スイッチの挙動とらせん不斉誘起を連動させられることを見出した。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (22件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Polymer Architectures Assisted by Dynamic Covalent Bonds : Synthesis and Properties of Boronate-Functionalized Polyrotaxane and Graft Polyrotaxane2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Koyama, Yudai Suzuki, Tomonori Asakawa, Nobuhiro Kihara, Kazuko Nakazono, Toshikazu Takata
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 44 号: 1 ページ: 30-37

    • DOI

      10.1038/pj.2011.64

    • NAID

      10030167930

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rational control of a polyacetylene helix by a pendant rotaxane switch2011

    • 著者名/発表者名
      Fumitaka Ishiwari, Kazuko Nakazono, Yasuhito Koyama, Toshikazu Takata
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 47 号: 42 ページ: 11739-11741

    • DOI

      10.1039/c1cc14404a

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Rational Design for the Directed Helicity Change of Polyacetylene Using Dynamic Rotaxane Mobility by Means of Through-Space Chirality Transfer2011

    • 著者名/発表者名
      Fumitaka Ishiwari, Kei-ichiro Fukasawa, Takashi Sato, Kazuko Nakazono, Yasuhito Koyama, Toshikazu Takata
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 17 号: 43 ページ: 12067-12075

    • DOI

      10.1002/chem.201101727

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-complementary Rotaxane Cross-link for Stabilization and Degradation of Supramolecular Network2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kohsaka, K.Nakazono, Y.Koyama, S.Asai, T.Takata
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 50 号: 21 ページ: 4872-4875

    • DOI

      10.1002/anie.201008020

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutralization of sec-Ammonium Group Unusually Stabilized by the "Rotaxane Effect" : Synthesis, Structure, and Dynamic Nature of a "Free" sec-Amine/Crown Ether-type Rotaxane2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Nakazono, Toshikazu Takata
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 16 ページ: 13783-13794

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Transformation of A Crown Ether/sec-Ammonium Salt-type Rotaxane to N-Alkylated Rotaxanes2010

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Suzuki, Kazuko Nakazono, Toshikazu Takata
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 12 ページ: 712-715

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Yield One-Pot Synthesis of Permethylated α-Cyclodextrin-based Polyrotaxane in Hydrocarbon Solvent through an Efficient Heterogeneous Reaction2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Nakazono, Tomoyuki Takashima, Takayuki Arai, Yasuhito Koyama, Toshikazu Takata
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 43 ページ: 691-696

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thiazolium-Tethering Rotaxane-Catalyzed Asymmetric Benzoin Condensation : Unique Asymmetric Field Constructed by the Cooperation of Rotaxane Components2010

    • 著者名/発表者名
      Yuya Tachiban, Nobuhiro Kihara, Kazuko Nakazono, Toshikazu Takata
    • 雑誌名

      Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements

      巻: 185 ページ: 1182-1205

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 分子不斉なロタキサンモノマーから合成したフェニルアセチレン系コポリマーの構造特性2012

    • 著者名/発表者名
      塩崎七央, 石割文崇, 中薗和子, 小山靖人, 高田十志和
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 分子不斉なロタキサン構造を側鎖に有するポリアセチレンの片巻きらせん誘起に及ぼす輪成分上の置換基の効果2012

    • 著者名/発表者名
      石割文崇, 中薗和子, 小山靖人, 高田十志和
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] フォルダマー形成を制御するロタキサンスイッチ2012

    • 著者名/発表者名
      中薗和子, 鈴木咲子, 石割文崇, 高田十志和
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 分子不斉なロタキサンの重合により生成するアセチレン系ポリマーの構造2012

    • 著者名/発表者名
      塩崎七央, 石割文崇, 中薗和子, 小山靖人, 高田十志和
    • 学会等名
      高分子学会関東高分子若手研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ロタキサンスイッチによるフォルダマー形成の制御2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木咲子, 石割文崇, 中薗和子, 高田十志和
    • 学会等名
      第12回リング・チューブ超分子研究会シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-11-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 分子不斉なロタキサンモノマーとアキラルなコモノマーから得られるポリフェニルアセチレンコポリマーの構造と性質2011

    • 著者名/発表者名
      塩崎七央, 石割文崇, 中薗和子, 小山靖人, 高田十志和
    • 学会等名
      第12回リング・チューブ超分子研究会シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-11-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 側鎖上のロタキサンの構造変化によるポリマー主鎖の高次構造制御2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木咲子, 石割文崇, 中薗和子, 高田十志和
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 分子不斉ロタキサンを利用したポリアセチレンの可逆的片巻きらせん誘起2011

    • 著者名/発表者名
      石割文崇, 中薗和子, 小山靖人, 高田十志和
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2011-09-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゴム手袋状トポロジーを有するロタキサン:左右対称な軸成分を有する[2]ロタキサンにおける不斉発現2011

    • 著者名/発表者名
      石割文崇, 中薗和子, 小山靖人, 高田十志和
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      茨城
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ロタキサン分子不斉によるフォルダマー形成の制御2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木咲子, 石割文崇, 中薗和子, 高田十志和
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      茨城
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ロタキサンのトポロジカルキラリティーを活用したポリアセチレンの片巻きらせん誘起と構造制御2011

    • 著者名/発表者名
      石割文崇, 中薗和子, 小山靖人, 高田十志和
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      茨城
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ロタキサンの分子不斉を利用したポリアセチレンの片巻きらせん誘起とその構造制御2011

    • 著者名/発表者名
      石割文崇, 中薗和子, 小山靖人, 高田十志和
    • 学会等名
      第7回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2011-05-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 側鎖ロクキサンの構造変化がもたらすポリマー主鎖の高次構造2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木咲子, 中薗和子, 高田十志和
    • 学会等名
      第7回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2011-05-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 側鎖に導入されたロタキサン構造の制御とポリマー鎖への〓響2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木咲子, 中薗和子, 高田十志和
    • 学会等名
      第60回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-05-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 側鎖ロタキサンの構造変化がもたらすポリマー主鎖の高次構造2011

    • 著者名/発表者名
      中薗和子, 石割文崇, 鈴木咲子, 高田十志和
    • 学会等名
      配位プログラミング第1回若手フォーラム
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ロタキサンの分子不斉を利用したポリアセチレンの片巻きらせん誘起とそのらせん構造制御2011

    • 著者名/発表者名
      石割文崇, 中薗和子, 小山靖人, 高田十志和
    • 学会等名
      モレキュラー・キラリティー2011
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-05-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 左右対称な軸成分を有する[2]ロタキサンにおける不斉発現2011

    • 著者名/発表者名
      石割文崇, 中薗和子, 小山靖人, 高田十志和
    • 学会等名
      モレキュラー・キラリティー2011
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-05-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ロタキサンの分子不斉を利用したポリフェニレンジエチニレンの片巻きらせん誘起とその構造制御2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木咲子, 石割文崇, 中薗和子, 高田十志和
    • 学会等名
      モレキュラー・キラリティー2011
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-05-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Crown ether/sec-ammonium salt-based main chain-type polyrotaxane : First directed synthesis and its applications2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Nakazono, Tomonori Ishino, Tomoyuki Takashima, Toshikazu Takata
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2010
    • 発表場所
      ホノルル、米国
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] アキラルな構成成分から成る面不斉ロタキサンを側鎖に有するポリアセチレンの片きらせん誘起2010

    • 著者名/発表者名
      石割文崇・中薗和子・小山靖人・高田十志和
    • 学会等名
      第59回 高分子討論会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌
    • 年月日
      2010-09-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ロタキサン構造による立体保護-動的立体保護に向けて2010

    • 著者名/発表者名
      中薗和子
    • 学会等名
      京都大学グローバルCOEプログラムグローバルCOE有機若手ワークショップ
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 年月日
      2010-09-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nitrogen Chiral Center Stabilized by Rotaxane Structure2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Nakazono, Sakiko Suzuki, Fumitaka Ishiwari, Tomonori Ishino, Toshikazu Takata
    • 学会等名
      22^<nd> International Symposium on Chirality
    • 発表場所
      北海道大学、札幌
    • 年月日
      2010-07-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Supramolecular Chemistry : from Molecules to Nanomaterials, Volume 5 : Self-Assembly and Supramolecular Devices, Self-Assembly of Macromolecular Threaded Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Tachibana, K.Nakazono, T.Takata
    • 総ページ数
      4014
    • 出版者
      John Wiley & Sons
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/takata/index.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/takata/index.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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