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2013 年度 実績報告書

π電子系の分子間相互作用の緻密制御による配列制御

計画研究

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 21108010
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

竹内 正之  独立行政法人物質・材料研究機構, 高分子材料ユニット, グループリーダー (70264083)

研究期間 (年度) 2009-07-23 – 2014-03-31
キーワードπ電子系 / π共役系高分子 / 分子間相互作用 / 超分子 / 配位プログラミング
研究概要

究極の情報担体であり、機能単位である単一分子の配位プログラミング、配位化学が織りなす集合体の超分子プログラミングの確立ならびに創製を目指し、金属錯体分子種を利用したπ電子系化合物の自律的組織化、集積化を多次元的に展開した。(1)共役系分子の積層構造や電子状態の高次スケールへの増幅:前年度に報告済みのゲスト誘起型力学応答分子系を展開する目的で、外部刺激、特に酸化還元反応によってπ共役系分子の構造変化ならびに電子状態の変化を正確に誘起する系を構築した。具体的には、回転軸部位としてフェロセン(Fc)を利用したゲスト誘起型の力学応答分子系ならびに、ナフタレンジイミド(NDI) をフェロセン(Fc)に導入したredox応答型のNDI-Fc-NDI系の合成とその物性について検討した。酸化還元による回転挙動の変化について詳細に解析し、NDI の積層構造をレドックスによって可逆的かつ定量的に制御することが可能となることを見出した。(2)超分子架橋子を利用した界面における共役系高分子の配列制御:溶液中において、共役系高分子が超分子架橋子により数nm間隔で配列制御された二次元シート構造を形成することを既に見出している。二次元シート構造を気液界面にて検討したところ、溶液中(2.0 nm)とは異なる間隔(約1.1 nm)で配列することを見出した。本手法は、共役系高分子鎖の鎖間距離の簡便な制御法となり得ることが示唆された。(3)共役系分子からなる超分子ポリマーの鎖長制御:自己集合性のポルフィリン誘導体が溶媒中、速度論的に安定なJ会合体と熱力学的に安定なH会合体の二つの状態をとること、これら二種類の会合体溶液を混合させたところ、J会合体は直ちにH会合体へ転移し始め、ファイバー状集合体が得られることを確認した。この現象を利用して、共役系分子の一次元積層構造の長さ精密制御を可能とするリビング超分子ポリマーの構築に成功した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Living supramolecular polymerization realized through a biomimetic approach2014

    • 著者名/発表者名
      S.Ogi, K.Sugiyasu, S.Manna, S.Samitsu, M.Takeuchi
    • 雑誌名

      Nature Chem.

      巻: 6 ページ: 188-195

    • DOI

      10.1038/NCHEM.1849

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conductive Poly(2,5-substituted aniline)s Highly Soluble both in Water and Organic Solvents2014

    • 著者名/発表者名
      S. Xu, S. Ogi, K. Sugiyasu, S. Sumi, Y. Kobayashi, M. Takeuchi
    • 雑誌名

      J. Nanosci. Nanotechnol.

      巻: 14 ページ: 4449-4454

    • DOI

      10.1166/jnn.2013.8280

  • [雑誌論文] Cross-Linked Conjugated Polymer Assemblies at Air-Water Interface through Supramoleculer Bundling2013

    • 著者名/発表者名
      R.Wakabayashi, H.Endo, S.Shinkai, K.Ariga, M.Takeuchi
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      ページ: 15911-15914

    • DOI

      10.1039/C3DT51468D

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphorescence from pure organic fluorene derivative in solution at room temperature2013

    • 著者名/発表者名
      J.Xu, A.Takai, Y.Kobayashi, M.Takeuchi
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 59 ページ: 8447-8449

    • DOI

      10.1039/C3CC44809F

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Polyaniline with low Polydispersity using Supramolecular Ionic Assembly as Reaction Media2013

    • 著者名/発表者名
      S.Xu, S.Das, S.Ogi, K.Sugiyasu, H.Okazaki, Y.Takano, T.Yasuda, K.Deguchi, S.Ohki, T.Shimizu, M.Takeuchi
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 19 ページ: 5824-5829

    • DOI

      10.1002/chem.201204134

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferrocene-Naphthalenediimide Conjugate: Precise Control of Stacking Structures of π-Systems by Redox Stimuli2013

    • 著者名/発表者名
      A. Takai, T. Yasuda, T. Ishizuka, T. Kojima, M. Takeuchi
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 52 ページ: 9167-9171

    • DOI

      10.1002/anie.201302587

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoplastic Fluorescent Conjugated Polymers: Benefits of Preventing π-π Stacking2013

    • 著者名/発表者名
      C. Pan, K. Sugiyasu, Y. Wakayama, A. Sato, M. Takeuchi
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 52 ページ: 10775-10779

    • DOI

      10.1002/anie.201305728

    • 査読あり
  • [学会発表] Supramolecular Approach toward Functional Organic Materials2014

    • 著者名/発表者名
      竹内正之
    • 学会等名
      Symposium on Molecular Science and Synthesis of Functional Molecules for Next Generation
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      20140310-20140311
    • 招待講演
  • [学会発表] Supramolecular Programming toward Functional Organic Materials2014

    • 著者名/発表者名
      竹内正之
    • 学会等名
      International Symposium on Coordination Programming (ISCP2014)
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      20140120-20140121
    • 招待講演
  • [学会発表] Supramolecular Approach toward Functional Organic Materials2013

    • 著者名/発表者名
      竹内正之
    • 学会等名
      12th ICFPAM
    • 発表場所
      Auckland, New Zealand
    • 年月日
      20131208-20131213
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional Conjugated Molecules and Polymers for Materials Science2013

    • 著者名/発表者名
      竹内正之
    • 学会等名
      New Trends of Nano- or Bio-materials Design in Supramolecular Chemistry
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      20130920-20130921
    • 招待講演
  • [学会発表] π共役系分子・高分子の機能プログラミング2013

    • 著者名/発表者名
      竹内正之
    • 学会等名
      産総研材料フォーラム「光分子工学」「ソフトマテリアル」分科会
    • 発表場所
      産業総合技術研究所
    • 年月日
      20130808-20130808
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional Supramolecular Materials based on Designed π-conjugated molecules2013

    • 著者名/発表者名
      竹内正之
    • 学会等名
      Coordination Chemistry toward Supramolecular Materials
    • 発表場所
      分子科学研究所
    • 年月日
      20130613-20130615
    • 招待講演
  • [学会発表] 回転軸を有するπ共役系分子の合成と機能2013

    • 著者名/発表者名
      竹内正之
    • 学会等名
      ナノ学会第11回大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      20130606-20130606
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional Supramolecular and Polymer Materials based on Designed π-Conjugated Molecules2013

    • 著者名/発表者名
      竹内正之
    • 学会等名
      Advanced π-Electron Materials: Elaborated Design toward New Functional Materials
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20130522-20130522
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional Supramolecular Materials based on Designed Conjugated molecules2013

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Takeuchi
    • 学会等名
      NZ-Japan Symposium on Supramolecular Nanomaterials
    • 発表場所
      Queenstown, New Zealand
    • 年月日
      2013-12-17
  • [学会発表] Supramolecular Approach toward Functional Organic Materials2013

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Takeuchi
    • 学会等名
      KJF International Conference 2013 on Organic Materials for Electronics
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2013-08-30
  • [学会発表] Functional Supramolecular Materials based on Three Dimensionally-Designed π-Conjugated Molecules2013

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Takeuchi
    • 学会等名
      The 15th Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      Singapole
    • 年月日
      2013-08-23
  • [学会発表] Supramolecular Approach toward Functional Organic Materials2013

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Takeuchi
    • 学会等名
      International Conference on Frontiers in Energy, Environment, Materials Science
    • 発表場所
      CSIR-IMMT Bhubaneswar, India
    • 年月日
      2013-08-13
  • [学会発表] Functional Supramolecular Materials based on Three Dimensionally-Designed π-Conjugated Molecules2013

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Takeuchi
    • 学会等名
      FAPS-MACRO 2013
    • 発表場所
      IIT Bangalore, India
    • 年月日
      2013-05-17
  • [備考] グループWebsite

    • URL

      http://www.nims.go.jp/macromol/

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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