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2016 年度 実績報告書

非平衡系を操る精密超分子重合

研究課題

研究課題/領域番号 15H05483
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

杉安 和憲  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (80469759)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード超分子化学 / 超分子ポリマー / アゾベンゼン
研究実績の概要

平成28年度は、アゾベンゼン誘導体を用いた光制御リビング超分子重合に成功した(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 14347)。アゾベンゼンの光異性化と、超分子ポリマー化を組み合わせることで、速度論的に超分子ポリマーの成長を制御できることを実証した。この時、超分子ポリマーの成長速度は、光異性化に用いる可視光の波長や強度によって調節できる。したがって、本手法は、リビング超分子重合の新しい手法として興味深いだけでなく、超分子ポリマー化を時空間的にコントロールする手法としても展開できると期待される。

また、以前から研究を進めているポルフィリン誘導体については、平成27年度に発見した『分化現象』のメカニズムを解明した。非常に興味深いことに、1次元および2次元の自己集合は異なるメカニズムで進行するため、それぞれ独立に制御する事が可能であった。2014年に報告したリビング超分子重合の手法を用いる事によって、本系に対しても1次元および2次元の両方でリビング超分子重合を達成した(Nature Chem. 2017, in press)。

ポルフィリン誘導体の側鎖を変えることによって、自己集合における核形成の速度定数を調節できる事を明らかとした。これは核形成過程のエントロピーに影響を受けていた。核形成速度がことなる誘導体は、異なるサイズの集合体を与えた。リビング超分子重合とは異なる方法で超分子集合体のサイズを制御できる手法として興味深い(Polymer, in press)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究実績の概要に述べた『1次元および2次元のリビング超分子重合』は、当初全く予期していなかった成果であり、世界的にも我々のグループのみがなし得た実績である。この点から、本研究が当初の計画以上に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

本研究を遂行する中で得られた予想外の成果である2次元のリビング超分子重合は、非常に興味深い。2次元には、(1次元にはない)形という特徴がある。今後は、この形を制御できる2次元リビング超分子重合を目指す。
また、28年度の研究でアゾベンゼンの光異性化を超分子重合とカップルさせたように、ポルフィリンの亜鉛金属への配位結合を超分子重合とカップルさせたシステムを構築する。これによって、リビング超分子重合を実現するためのアプローチの汎用性を実証する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Control over differentiation of a metastable supramolecular assembly in one and two dimensions2017

    • 著者名/発表者名
      T. Fukui, S. Kawai, S. Fujinuma, Y. Matsushita, T. Yasuda, T. Sakurai, S. Seki, M. Takeuchi, K. Sugiyasu
    • 雑誌名

      Nature Chem.

      巻: 9 ページ: 493-499

    • DOI

      10.1038/NCHEM.2684

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoregulated Living Supramolecular Polymerization Established by Combining Energy Landscapes of Photoisomerization and Nucleation Elongation Processes2016

    • 著者名/発表者名
      M. Endo, T. Fukui, S. Jung, S. Yagai, M. Takeuchi, K. Sugiyasu
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 138 ページ: 14347-14353

    • DOI

      10.1021/jacs.6b08145

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 2種類のエネルギーランドスケープを重ね合わせて実現する光 リビング超分子重合2017

    • 著者名/発表者名
      杉安和憲・遠藤瑞紀・福井智也・ SungHo Jung・矢貝史樹・竹内正之
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      慶應大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] Control over differentiation of a metastable supramolecular assembly in one- and two-dimensions2017

    • 著者名/発表者名
      FUKUI, Tomoya; TAKEUCHI, Masayuki; SUGIYASU, Kazunori
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      慶應大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] Control over differentiation of a metastable supramolecular assembly in one- and two-dimensions2017

    • 著者名/発表者名
      T. Fukui, M. Takeuchi, K. Sugiyasu
    • 学会等名
      新学術領域研究「動的秩序と機能」第5回国際シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス
    • 年月日
      2017-01-21 – 2017-01-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoregulated Living Supramolecular Polymerization Established by Combining Energy Landscapes of Photoisomerization and Nucleation-Elongation Processes2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sugiyasu, M. Endo, M. Takeuchi
    • 学会等名
      新学術領域研究「動的秩序と機能」第5回国際シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス
    • 年月日
      2017-01-21 – 2017-01-22
    • 国際学会
  • [学会発表] 分化する超分子集合体:エネルギーランドスケープに基づく高次構造と機能の制御2016

    • 著者名/発表者名
      福井智也, 竹内正之, 杉安和憲
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館
    • 年月日
      2016-12-19 – 2016-12-22
  • [学会発表] 時間発展する超分子集合体2016

    • 著者名/発表者名
      杉安和憲
    • 学会等名
      東京大学化学生命工学専攻 本郷談話会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2016-12-16 – 2016-12-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間発展する超分子集合体2016

    • 著者名/発表者名
      杉安和憲
    • 学会等名
      錯体化学若手の会 関東支部勉強会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] 超分子化学的に精密設計された高分子 and vice versa2016

    • 著者名/発表者名
      杉安和憲
    • 学会等名
      学術講演会
    • 発表場所
      鳥取大学
    • 年月日
      2016-11-07 – 2016-11-07
    • 招待講演
  • [学会発表] Living supramolecualr polymerization2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sugiyasu
    • 学会等名
      Chemical and Biological Engineering Seminar
    • 発表場所
      Seoul National University
    • 年月日
      2016-10-11 – 2016-10-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Living supramolecualr polymerization2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sugiyasu
    • 学会等名
      ECNIS Symposium at Ewha
    • 発表場所
      Ewha Woman University
    • 年月日
      2016-10-09 – 2016-10-09
    • 招待講演
  • [学会発表] Living supramolecualr polymerization2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sugiyasu, S. Ogi, M. Takeuchi
    • 学会等名
      YONSEI UNIVERSITY Chemistry Seminar
    • 発表場所
      YONSEI UNIVERSITY
    • 年月日
      2016-10-07 – 2016-10-07
    • 招待講演
  • [学会発表] Living supramolecualr polymerization2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sugiyasu
    • 学会等名
      SUNGKYUNKWAN UNIVERSITY Department of Chemistry Seminar
    • 発表場所
      SUNGKYUNKWAN UNIVERSITY
    • 年月日
      2016-10-06 – 2016-10-06
    • 招待講演
  • [学会発表] 分化する超分子集合体:エネルギーランドスケープに基づく高次構造の制御2016

    • 著者名/発表者名
      杉安和憲, 福井智也, 竹内正之
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] 分化する超分子集合体2016

    • 著者名/発表者名
      杉安和憲
    • 学会等名
      新学術領域「動的秩序と機能」全体班会議
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル
    • 年月日
      2016-06-11 – 2016-06-13

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公開日: 2018-01-16  

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