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2011 年度 実績報告書

光による高分子の高次構造・物性の制御

研究課題

研究課題/領域番号 22350047
研究機関北海道大学

研究代表者

中野 環  北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (40227856)

研究分担者 坂本 猛  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 博士研究員 (80515130)
キーワードらせん / コンホメーション / キラリティー / 不斉重合 / 光化学 / 励起状態
研究概要

光刺激による高分子のコンホメーション制御と物性制御を実現する目的で、前年度に引き続き、ランダムコイル-ヘリックス転移を実現できる高分子の構造を研究した。代表者らの従来の研究成果から、光照射によるビフェニル基のねじれ-平面転移を起こす構造を主鎖内に含むポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル)(PDOF)が円偏光により光学活性化すること見出しており、この現象に対する高分子の分子量の影響を調べた。この目的で2,7-ジブロモ-9,9-ジオクチルフルオレンを原料とし、Niを触媒に用いるYamamoto重合法を行った。得られたポリマーの分子量をSECによりポリスチレン換算で見積もった結果、分子量が5,000程度から90,000程度のポリマーが得られたことが分かった。これらを用いて円偏光を照射する実験を行ったところ、溶液中では不斉誘起が全く起こらなかった一方で、ポリマー溶液のキャストフィルム(薄膜)に対する円偏光照射によって不斉誘起が起こることが分かった。分子量の効果について調査した結果、10,000程度以下のポリマーについては光学活性化が難しく、10,000程度から90,000程度の分子量では光学活性化が進行することが明らかになった。
加えて、分子量10,000程度以上のポリマーについては吸収スペクトルにおいて400-440nm程度の領域にβ相に基づく吸収帯が観測され、β相の割合が多いほど効率よく光学活性化が進行することが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

PDOFに対するキラル誘起の機構についての知見が得られ、効率良くキラル誘起できる条件がある程度明らかになりつつあるため。

今後の研究の推進方策

キラル誘起におけるα相とβ相の役割について明らかにするため、円偏光照射において波長を選んで励起し、両相に対するキラル誘起挙動の違いを調べる。加えて、理論的な手法によりキラル誘起のメカニズムについての知見を得る。さらに、PDOF以外の主鎖共役系高分子について光によるキラル誘起を実現する。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 産業財産権 (8件) (うち外国 5件)

  • [雑誌論文] Molecular Chirality Induction to an Achiral p-Conjugated Polymer by Circularly Polarized Light2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Wang, T. Sakamoto, and T. Nakano (T. Nakano)
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 48 ページ: 1871-1873

    • DOI

      DOI: 10.1039/c2cc17027b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and efficient circularly polarized light emission of an optically active hyperbranched poly(fluorenevinylene) derivative2011

    • 著者名/発表者名
      J.-M Yu, T. Sakamoto, K. Watanabe, S. Furumi, N. Tamaoki, Y. Chen, and T. Nakano (T. Nakano)
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 47 ページ: 3799-3801

    • DOI

      DOI: 10.1039/c0cc05564f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高効率な円偏光発光を示すキラルハイパーブランチ型ポリマー2011

    • 著者名/発表者名
      中野 環, 渡辺 顕士, 坂本 猛
    • 雑誌名

      月刊ファインケミカル

      巻: 9 ページ: 40-46

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A chiral p-stacked vinyl polymer emitting white circularly polarized light2011

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, T. Sakamoto, M. Taguchi, M. Fujiki, and T. Nakano (T. Nakano)
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 47 ページ: 10996-10998

    • DOI

      DOI: 10.1039/c1cc13711e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Anionic Polymerization of 2,7-Bis(4-t-butylphenyl)fluoren-9-ylmethyl Methacrylate and Photo-induced Structural Transition of the Obtained Polymer2011

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, T. Sakamoto, and T. Nakano (T. Nakano)
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 23 ページ: E28-E34

    • DOI

      DOI: 10.1002/chir.20953

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Photo-degradable helix: Synthesis, Structure, and Photolysis of Optically Active Poly[2,7-bis(4-t-butylphenyl)-9-methylfluoren-9-yl acrylate]2011

    • 著者名/発表者名
      T. Sakamoto, K. Watanabe, Y. Shichibu, K. Konishi, S. Sato, and T. Nakano (T. Nakano)
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry

      巻: 49 ページ: 945-956

    • DOI

      DOI: 10.1002/pola.24507

    • 査読あり
  • [学会発表] Chirality Induction to a Polymer Chain Using Circularly Polarized Light2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano
    • 学会等名
      Cambodian Malaysian Chemical Conference (CMCC) 2012
    • 発表場所
      Angkov Century Resort & Spa, Siem Reap, Cambodia
    • 年月日
      20121019-20121019
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Structure of Optically Active Polymers Emitting Circularly Polarized Light2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano
    • 学会等名
      17th Malaysian Chemical Congress (17MCC)
    • 発表場所
      Putra World Trade Centre, Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      20121017-20121017
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of Circularly Polarized Light-Emitting Chiral Polymers and Photo-driven Synthesis of Polymer Helix2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano
    • 学会等名
      12th Japan-Belgium Symposium on Polymer Science
    • 発表場所
      Universite Libre de Bruxelles, Brussels, Belgium
    • 年月日
      20120910-20120910
    • 招待講演
  • [学会発表] Circularly Polarized Light-Assisted Synthesis of Optically Active Polymers2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano, Y. Wang, N. Xiao, S. Muraki (T. Nakano)
    • 学会等名
      The 5th Symposium on Molecular Chirality of Chinese Chemical Society & International Chiral Meeting
    • 発表場所
      Zhangjiajie Education and Training Base, Zhangjiajie, China
    • 年月日
      20120803-20120803
    • 招待講演
  • [図書] Polymer Science: A Comprehensive Reference2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano, Y. Okamoto
    • 総ページ数
      7760
    • 出版者
      Elsevier BV
  • [産業財産権] 有機半導体化合物2012

    • 発明者名
      中野 環、東村 秀之、田中 健太
    • 権利者名
      中野 環、東村 秀之、田中 健太
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2012-120203
    • 出願年月日
      2012-05-25
  • [産業財産権] 高分子化合物の変性方法及び変性された高分子化合物を含む膜の製造方法2012

    • 発明者名
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、小林 憲史
    • 権利者名
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、小林 憲史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2012/061119
    • 出願年月日
      2012-04-25
    • 外国
  • [産業財産権] 高分子化合物の変性方法及び変性された高分子化合物を含む膜の製造方法2012

    • 発明者名
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、小林 憲史
    • 権利者名
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、小林 憲史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2012-101228
    • 出願年月日
      2012-04-26
  • [産業財産権] 化合物及び該化合物を含む膜2011

    • 発明者名
      中野 環、坂本 猛、ユ・ジュインメン、東村 秀之、小林 憲史
    • 権利者名
      中野 環、坂本 猛、ユ・ジュインメン、東村 秀之、小林 憲史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2011-098345
    • 出願年月日
      2011-04-26
  • [産業財産権] 化合物及び該化合物を含む膜2011

    • 発明者名
      中野 環、坂本 猛、ユ・ジュインメン、東村 秀之、小林 憲史
    • 権利者名
      中野 環、坂本 猛、ユ・ジュインメン、東村 秀之、小林 憲史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2011/069133
    • 出願年月日
      2011-08-25
    • 外国
  • [産業財産権] 化合物及び該化合物を含む膜2011

    • 発明者名
      中野 環、坂本 猛、ユ・ジュインメン、東村 秀之、小林 憲史
    • 権利者名
      中野 環、坂本 猛、ユ・ジュインメン、東村 秀之、小林 憲史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      100131149
    • 出願年月日
      2011-08-30
    • 外国
  • [産業財産権] 有機半導体化合物2011

    • 発明者名
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、田中 健太
    • 権利者名
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、田中 健太
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2011/069132
    • 出願年月日
      2011-08-25
    • 外国
  • [産業財産権] 有機半導体化合物2011

    • 発明者名
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、田中 健太
    • 権利者名
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、田中 健太
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      100131148
    • 出願年月日
      2011-08-30
    • 外国

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公開日: 2014-07-24  

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