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2021 年度 実績報告書

重合度を制御した直鎖状超分子ポリマーの合成

研究課題

研究課題/領域番号 20K15335
研究機関広島大学

研究代表者

平尾 岳大  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (20825343)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード超分子ポリマー / ポルフィリン / 超分子重合 / 自己集合 / 刺激応答性
研究実績の概要

代表者の所属する研究室ではこれまでに,ビスポルフィリンクレフト(bisPor)とトリニトロフルオレノン(TNF)のホストゲスト錯形成を駆動力に,bisPor部位(head)とTNF部位(head)を連結したhead-to-tail型モノマー分子が,固体状態および溶液中双方において超分子ポリマーを形成することを見出した。このモノマー分子は,電子豊富なbisPor部位と電子不足なTNF部位が電荷移動相互作用によりホストゲスト錯体を形成し,超分子ポリマーを形成する。したがって,電子豊富なbisPorを酸化もしくは電子不足なTNF部位を還元することで,bisPor部位とTNF部位のホストゲスト錯体形成が阻害され,「集合状態」と「解離状態」を自在に制御可能な酸化還元応答性超分子ポリマーを構築できると考えた。
モノマー分子を溶媒に溶解させ,DOSY測定から拡散係数を見積もったところ,濃度を濃くするに従って拡散係数の減少が見られたことから,溶液中において超分子ポリマーの形成が示唆された。この超分子ポリマーの溶液に,酸化剤もしくは還元剤を添加すると,拡散係数が増加していく様子が観測された。この結果は,bisPorが酸化もしくはTNF部位が還元されたことにより,分子間会合が阻害され,超分子ポリマーが分解したことを示唆している。またモノマー分子のみを溶解させた溶液と,モノマー分子と酸化剤もしくは還元剤の混合溶液を基板上にキャストし,AFM測定を行ったところ,前者の基板上には長く繋がった繊維状の組織(約100 nm)が観測されたのに対し,後者の基板上には断片的な繊維状の組織(約20 nm)が観測された。これらの結果から,酸化と還元,双方の外部刺激に応答して,重合度の制御可能なポルフィリンポリマーの構築に成功した。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Chiral Supramolecular Polymer Formed via Host-Guest Complexation of an Octaphosphonate Biscavitand and a Chiral Diammonium Guest2022

    • 著者名/発表者名
      Hamada Koki、Shimoyama Daisuke、Hirao Takehiro、Haino Takeharu
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 95 ページ: 621~627

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210452

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Racemically Twisted Supramolecular Fullerene Polymers2022

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Hirao
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 71 ページ: 6

  • [雑誌論文] Self-Assembling Behavior and Chiroptical Properties of Carbazole-Cored Phenyl Isoxazolyl Benzenes2021

    • 著者名/発表者名
      Ono Yudai、Hirao Takehiro、Ikeda Toshiaki、Haino Takeharu
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 86 ページ: 5499~5505

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c03005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymerization of a biscalix[5]arene derivative2021

    • 著者名/発表者名
      Hirao Takehiro、Fukuta Kazushi、Haino Takeharu
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 11 ページ: 17587~17594

    • DOI

      10.1039/D1RA02276H

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Supramolecular Chemistry of Fullerenes2021

    • 著者名/発表者名
      Haino Takeharu、Hirao Takehiro
    • 雑誌名

      Handbook of Fullerene Science and Technology

      巻: - ページ: 1~31

    • DOI

      10.1007/978-981-13-3242-5_36-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative Cooperativity in Guest Binding of a Ditopic Self-Folding Biscavitand2021

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Haruna、Shimoyama Daisuke、Katayanagi Katsuo、Kawata Naomi、Hirao Takehiro、Haino Takeharu
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 23 ページ: 6217~6221

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c01837

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-complementary Structure of Bisporphyrin Dimer2021

    • 著者名/発表者名
      Hisano Naoyuki、Hirao Takehiro、Haino Takeharu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 50 ページ: 1844~1847

    • DOI

      10.1246/cl.210393

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gas-Phase UV Spectroscopy of Chemical Intermediates Produced in Solution: Oxidation Reactions of Phenylhydrazines by DDQ2021

    • 著者名/発表者名
      Machida Shiori、Kida Motoki、Muramatsu Satoru、Hirao Takehiro、Haino Takeharu、Inokuchi Yoshiya
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 125 ページ: 6697~6702

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.1c04669

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvent-directed formation of helically twisted stacking constructs via self-assembly of tris(phenylisoxazolyl)benzene dimers2021

    • 著者名/発表者名
      Ono Yudai、Hirao Takehiro、Haino Takeharu
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 19 ページ: 7165~7171

    • DOI

      10.1039/D1OB01277K

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-sorting behavior in supramolecular fullerene polymerization directed by host-guest complexation between calix[5]arene and C602021

    • 著者名/発表者名
      Hirao Takehiro、Fujii Naoka、Iwabe Yoshiki、Haino Takeharu
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 ページ: 11831~11834

    • DOI

      10.1039/D1CC05118K

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of helical supramolecular fullerene polymers2022

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Hirao
    • 学会等名
      2022 International Conference on Modern Challenges in Polymer Science and Technology (2022 MCPST)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] キラルな溶媒中における超分子ポルフィリンポリマーのらせん構造2022

    • 著者名/発表者名
      岸野晴・ 平尾岳大・ 灰野岳晴
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
  • [学会発表] 親水側鎖を導入したビス(フェニルイソオキサゾリル)ベンゼン配位子をもつ白金(Ⅱ)錯体の自己集合2022

    • 著者名/発表者名
      吉田真也・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
  • [学会発表] Self-Assembling Behavior and Negative Non-Linear Dependence of Hydrogen-Bonded Tris(phenylisoxazolyl)benzene Dimers2022

    • 著者名/発表者名
      小野雄大・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
  • [学会発表] 特異な分子認識を駆動力とした超分子ポリマーの合成2021

    • 著者名/発表者名
      平尾岳大
    • 学会等名
      第36回中国四国地区高分子若手研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] キラルな溶媒によって制御される超分子ポルフィリンポリマーのらせん構造2021

    • 著者名/発表者名
      岸野晴・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      2021年日本化学会中国四国支部大会高知大会
  • [学会発表] ビスキャビタンド分子の自己集合により生じる超分子らせんポリマー2021

    • 著者名/発表者名
      浜田幸希・下山大輔・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      2021年日本化学会中国四国支部大会高知大会
  • [学会発表] キラルな溶媒中におけるテトラキスポルフィリン超分子ポリマーのらせん構造2021

    • 著者名/発表者名
      岸野晴・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      第18回ホストーゲスト・超分子化学シンポジウム
  • [学会発表] ビスキャビタンドの自己集合を駆動力とした超分子らせんポリマーの合成2021

    • 著者名/発表者名
      浜田幸希・下山大輔・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      第18回ホストーゲスト・超分子化学シンポジウム
  • [学会発表] 末端にカリックス[5]アレーン部位を有するポリアルキルメタクリレートの合成2021

    • 著者名/発表者名
      平尾岳大・福田和志・灰野岳晴
    • 学会等名
      第37回有機合成セミナー
  • [学会発表] トリス(フェニルイソオキサゾリル)ベンゼン二量体の自己集合によるらせん超分子ポリマーの合成2021

    • 著者名/発表者名
      小野雄大・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] キラルな溶媒によるポルフィリン超分子ポリマーの構造制御2021

    • 著者名/発表者名
      岸野晴・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] Rebek キャビタンドを導入したビスレゾルシンアレーンホスト分子の合成と協同的分子認識2021

    • 著者名/発表者名
      藤本陽菜・下山大輔・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] ビス(フェニルイソオキサゾリル)ベンゼン部位をもつ白金(Ⅱ)錯体の自己集合により生じる超分子ポリマーの特異な溶液物性2021

    • 著者名/発表者名
      吉田真也・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] ビスキャビタンドの金属配位により生じる超分子らせんポリマー2021

    • 著者名/発表者名
      浜田幸希・下山大輔・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] アキラル側鎖を導入したビス(フェニルイソオキサゾリル)ベンゼン配位子をもつ白金(Ⅱ)錯体の自己集合により生じる超分子ポリマーの特異な溶液物性2021

    • 著者名/発表者名
      吉田真也・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      モレキュラーキラリティー2021
  • [学会発表] トリス(フェニルイソオキサゾリル)ベンゼン二量体の自己集合と負の非線形キラル応答2021

    • 著者名/発表者名
      小野雄大・平尾岳大・灰野岳晴
    • 学会等名
      モレキュラーキラリティー2021
  • [学会発表] Helically organized fullerene array within the supramolecular polymer chain2021

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Hirao, Yoshiki Iwabe, Naoka Fujii, Takeharu Haino
    • 学会等名
      The 70th SPSJ Annual Meeting
  • [学会発表] Development of Non-racemic Helical Polymers with Fullerene Array on the Polymer Backbone2021

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Hirao, Yoshiki Iwabe, Naoka Fujii, Takeharu Haino
    • 学会等名
      MIRAI 2.0 Digital Research and Innovation Week
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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