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2021 年度 実績報告書

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
キーワード超分子化学 / 超分子ポリマー / アミノ酸ジアミド / 精密超分子重合 / フロー・マイクロリアクター
研究実績の概要

本研究は,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を確立し,多様なπ共役分子集合体の構造制御と機能開拓を目的としている.これまでに,アミノ酸ジアミド骨格をジスルフィド結合により二量化したアミノ酸ジアミド二量体を合成し,低極性溶媒中における自己集合の初期過程で分子内水素結合により折りたたみ構造を速度論的に形成することを見出し,得られた準安定状態を利用してフロー精密超分子重合を達成した.また,疎水性のπ共役分子骨格を有するアミノ酸ジアミド二量体は,水媒体中において疎水効果により折りたたみ構造を形成し,精密超分子重合に有用な準安定状態として働くことを見出した.2021年度は,フロー精密超分子重合法を利用するπ共役分子集合体の機能開拓に向けて,平面固定トリアリールボラン(PTAB)とキラルな分岐アルキル鎖を導入したアミノ酸ジアミド二量体を合成し,種々のスペクトル測定により熱力学的,速度論的に集合特性を評価した.低極性溶媒中において加熱後に超音波処理を施し,温度可変吸収スペクトルを測定した.その結果,室温では超分子ポリマーを形成し,加熱すると単分散状態へ解離することがわかった.観測された吸光度変化から各温度における集合体の割合を算出し,核形成・伸長モデルに基づいた解析により伸長過程に関する熱力学パラメータを決定した.一方,室温まで冷却すると単分散状態が保たれた熱ヒステリシスが観測され,半日以上待っても集合化が開始しなかった.単分散状態の高い安定性について知見を得るため量子化学計算を行った結果,アミド基同士の分子内水素結合に加え,PTAB部位のπスタッキングにより折りたたみ構造が安定化されることが示された.集合化が抑制された誘導期に超分子ポリマーの断片である種(たね)を添加したところ,超分子重合が直ちに開始され,折りたたみ構造が種重合に有用であることを実証した.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (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 ページ: e202114230

    • DOI

      10.1002/anie.202114230

    • 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
  • [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

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公開日: 2022-12-28  

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