自己集合カプセルの分子認識により誘導される超分子共重合体の機能創成

自组装胶囊的分子识别诱导超分子共聚物的功能创建

• 批准号: 21J10701
• 负责人: 新田 菜摘
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10701/
• 关键词: Copolymers; Host-Guest System; Miktoarms; Molecular Recognition; Supramolecular Chemistry; 超分子化学; 分子認識; リビング重合; 自己集合

本研究では，超分子化学を用いた分岐型共重合体の簡便な合成法の開発と，特異な機能の発現を目指すことを目的とする。当研究室では，金属配位により生成する超分子カプセルが空孔内にビフェニル誘導体をゲスト分子として包接することを見出している。この分子認識を利用することで，合成の難易度が高いとされるミクトアーム星型ポリマーを簡便に得ることができると計画した。化学的に異なる二種類のポリマー鎖を有する超分子ミクトアーム星型ポリマーを得るために，八本のポリスチレン（PS）鎖を有する超分子カプセルと一，二，および四本のポリアクリル酸メチル（PMA）鎖を導入したビフェニルゲスト分子を合成した。両者を溶液中で会合させることでA8B1，A8B2，A8B4ミクトアーム星型ポリマーを得た。カプセルポリマーとゲストポリマーの会合体形成の速度は，ゲストポリマーのPMA鎖の本数に大きく影響を受けた。DLS，SECおよびDOSY測定により，いずれのゲストポリマーも会合体形成に伴い流体力学的半径が増加したことがわかった。また超分子ミクトアーム星型ポリマーは，非共有結合的相互作用により形成されたにも関わらず，低濃度のSEC分析が可能なほど安定に溶液中で存在した。会合体形成による熱物性の変化をDSC測定により評価したところ，ミクトアーム星型ポリマー形成に伴い，導入したPS鎖とPMA鎖は部分的に相溶していることが示唆された。特にA8B4ミクトアーム星型ポリマーは，他の二種類のミクトアーム星型ポリマーとも異なるガラス転移挙動を示した。これらの研究成果は学術論文として投稿され，表紙として選定された。

The purpose of this study is to develop a simple method for the synthesis of divergent complexes in supramolecular chemistry and to provide guidance for the development of specific functions. When the research laboratory found that the metal ligand formed supramolecular bonds in the pore, the molecular bonds were found in the pore. The molecular understanding of this is very difficult to synthesize. The chemical diversity of two kinds of supramolecular chains has been found, eight kinds of supramolecular chains (PS) have been found, and four kinds of supramolecular chains (PMA) have been introduced. A8B1, A8B2, A8 B4, A8 B3, A8B4, A8 B5, A8 B6, A8 B7, A8 B8, A8 B9, A8 B9, A8 B9, The speed of formation of the association is greatly influenced by the number of PMA locks. DLS, SEC, DOSY, etc. Supramolecular star-type molecules are not formed by non-consensus binding interactions, and SEC analysis at low concentrations is possible in stable solutions. DSC measurement of the thermal properties of the polymer formation, the introduction of PS lock and PMA lock, and the formation of star type polymer. In particular, A8B4 has two types of star-shaped groups: The results of this research are selected for submission to the academic papers.

项目成果

Synthesis of Supramolecular A8Bn Miktoarm Star Copolymers by Host-Guest Complexation

主客体络合合成超分子 A8Bn Miktoarm 星形共聚物

• DOI: 10.1002/anie.202219001
• 发表时间: 2023
• 期刊: Angewandte Chemie International Edition
• 作者: Natsumi Nitta;Shin-ichi Kihara;Takeharu Haino
• 通讯作者: Takeharu Haino

自己集合カプセルとゲスト分子の会合により生じるAnBm超分子星型共重合体の合成

自组装胶囊与客体分子缔合生成AnBm超分子星形共聚物的合成

• 发表时间: 2022
• 作者: Yamakawa;T.;Seki;K.;Amano;T.;Miyoshi;Y.;Nakamizo;A.;Takahashi;N.;& Yamamoto;K.;守谷共起;新田菜摘・高塚芽衣・木原伸一・灰野岳晴
• 通讯作者: 新田菜摘・高塚芽衣・木原伸一・灰野岳晴