2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Functional Materials Utilizing Structural Characteristics of Helical Polymers Capable of Interconverting Dynamic and Static Properties
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16H04154
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
前田 勝浩 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (90303669)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井改 知幸 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (90402495)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 機能性高分子 / キラル高分子 / 分子認識 / らせん / ポリアセチレン / 不斉識別 / 光学活性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ポリ(ジフェニルアセチレン)のユニークな構造特性を活用した高性能キラルマテリアルとしての機能開拓を目指し、1 比色検出型キラルセンサーの開発、2キラル識別能の自在スイッチングが可能なキラル固定相の開発、3 発光波長や回転方向の制御が可能な円偏光発光材料の開発、4 ポリ(ジフェニルアセチレン)のらせん構造の分子レベルでの解明の４項目について検討することを目的としている。本年度は、以下の結果を得た。
1：キラルなアミド置換基を側鎖に導入したポリマーについて、キラル置換基を最適化することにより、様々なゲストのキラリティーを色変化から決定できる非共有結合型の比色キラルセンサーとして機能することを明らかにした。らせん構造を記憶として保持した側鎖にカルボキシル基を有するポリマーをキラルアミンと反応することにより、その鏡像体過剰率(ee)を色変化から直接決定できる共有結合型の比色キラルセンサーとして機能することを昨年度までに見出していた。今年度は、このキラル識別機構について明らかにするとともに、溶媒を適切に選択することにより、非常に広範囲のeeを色変化から決定できることを実証した。
2,3:キラルなアミド置換基を導入した非対称置換型のポリマーが、溶媒や温度の変化によってらせん反転を起こすことを見出し、円偏光発光特性の回転方向の反転やON-OFFの制御が可能であることを明らかにした。また、これらをHPLC用のキラル固定相に応用し、アキラルな外部刺激による主鎖のらせん反転によって、ラセミ体の溶出順序が反転するスイッチングキラル固定相として機能することを実証した。
4:対称置換型のポリマーについて、NMR、円二色性、振動円二色性、DFT計算などを駆使することにより、らせん反転の活性化エネルギー、ポリマーの立体構造、らせんの巻き方向およびその片寄りを決定することに成功した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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