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2013 年度 実績報告書

ロタキサンスイッチによる高分子の構造制御

公募研究

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 24108712
研究機関東京工業大学

研究代表者

中薗 和子  東京工業大学, 男女共同参画推進センター, 助教 (30467021)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワード分子機械 / らせん高分子 / ポリロタキサン / ロタキサン / 超分子化学 / 分子不斉
研究概要

25年度は1)分子不斉ロタキサンを用いたらせんキラリティー反転システムの構築と、2)化学刺激にかわる外部刺激に応答するロタキサン分子スイッチを開発し、これをポリアセチレンの側鎖に導入して主鎖の有効共役長制御を固相やフィルム状態で達成した。
1)前年度までに分子不斉ロタキサンをポリアセチレン側鎖に導入し、分子不斉からポリアセチレンのらせんキラリティーへのキラリティー転写を達成しているが、さらにらせんキラリティーを随意に反転させられれば、触媒や分離材料への展開が期待される。そこで軸成分の主鎖近傍に点不斉を導入した分子不斉ロタキサンモノマーを合成・ジアステレオ分割し、それぞれのジアステレオマーを重合してポリアセチレンを合成した。つまり点不斉と分子不斉の不斉場が競争的にポリアセチレンのらせんキラリティーを制御する系を検討した。その結果、完全な反転システムには至らなかったが、点不斉中心付近に輪成分が近づくと、ポリアセチレンのらせんキラリティーに対して、分子不斉の効果が顕著になることが示唆されるという結果が得られ、らせん反転システムへの初期的な知見が得られた。
2)熱分解性の対アニオンを有するアンモニウム塩型ロタキサンを合成し、固相で対アニオンを熱分解するとアンモニウム塩がアミンに中和され、これに伴い輪成分が軸上を移動する分子スイッチを合成した。さらに固相で熱分解性の固体酸とアミン型ロタキサンを室温で反応させると、再び輪成分がアンモニウム塩上に局在するアンモニウム塩型ロタキサンとなり、加熱により中和するとアミン型ロタキサンとなる分子スイッチ特性が確かめられた。これを側鎖に有するポリアセチレンを合成し、そのフィルムに対して加熱と酸水溶液への浸漬を順に行ったところ、フィルム状態においても分子スイッチにより輪成分とポリアセチレン主鎖の距離が変化し、主鎖の有効共役長変化に基づく色の変化がみられた。

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

    (7件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Stimuli-degradable cross-linked polymers synthesized by radical polymerization using a size-complementary [3]rotaxane cross-linker2014

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Iijima, Keisuke Iijima, Yasuhiro Kohsaka, Yasuhito Koyama, Kazuko Nakazono, Satoshi Uchida, Shigeo Asai, Toshikazu Takata
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 46 ページ: 67-72

    • DOI

      10.1038/pj.2013.63

    • 査読あり
  • [学会発表] 熱分解性対アニオンを有するクラウンエーテルーアンモニウム塩型ロタキサンの合成と特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      朱南、阿部陽子、中薗和子、高田十志和
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学、愛知
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] キラルなロタキサン分子スイッチによるポリフェニルアセチレンのらせん構造制御2014

    • 著者名/発表者名
      松浦一生、石割文崇、中薗和子、高田十志和
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学、愛知
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 固相で熱分解性対アニオンを有するクラウンエーテルーアンモニウム塩型ロタキサン分子スイッチの合成と特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      朱南、阿部陽子、中薗和子、高田十志和
    • 学会等名
      第14回リング・チューブ超分子研究会
    • 発表場所
      九州大学、福岡
    • 年月日
      20140319-20140320
  • [学会発表] 熱駆動型ロタキサン分子スイッチの合成と性質2013

    • 著者名/発表者名
      朱南、阿部陽子、中薗和子、高田十志和
    • 学会等名
      第3回CSJ化学フェスタ2013
    • 発表場所
      タワーホール船堀、東京
    • 年月日
      20131021-20131023
  • [学会発表] ポリアセチレンのらせん誘起における側鎖ロタキサンのキラリティーの効果2013

    • 著者名/発表者名
      松浦一生、鈴木咲子、石割文崇、中薗和子、高田十志和
    • 学会等名
      第24回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      学習院大学、東京
    • 年月日
      20130905-20130907
  • [備考] 東京工業大学大学院理工学研究科 有機・高分子物質専攻高田研究室

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/takata/english/index-e.html

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公開日: 2015-05-28  

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