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ラセン構造制御に基づくテーラーメイド型力学応答材料の創製

基于螺旋结构控制创建定制的机械响应材料

基本信息

批准号：
21J13565
负责人：
野崎真衣
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kanazawa 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-21J13565/
关键词：
ポリアセチレンラセン高分子メカノフォア

项目摘要

前年度までに、側鎖にカルボキシ基を持つ左巻きラセン構造のポリ(ジフェニルアセチレン)(PDPA)誘導体に、光学活性な1-フェニルエチルアミン(PEA)を導入すると、特定の溶媒中でS体は黄色、R体は赤色の溶液色を示すことを見出した。様々な分光学的測定と分子力学計算の結果から、側鎖アミド基間の分子内水素結合のOn/Offによって安定なラセンコンホメーションが変化し、黄色溶液のポリマーは水素結合を形成せず(Off)、主鎖がシス-トランソイド構造を取っているが、赤色溶液のポリマーは水素結合の形成(On)によって、主鎖がシス-シソイド構造を取り、側鎖の芳香環がπ-πスタッキングを形成していることを明らかにした。さらに、側鎖にPEAを導入したPDPA誘導体は、極性溶媒であるジメチルアセトアミド中で加熱すると黄色の溶液色を示すが、非極性溶媒であるテトラクロロエタン中で加熱すると透明な溶液色を示し、加熱時の溶媒によっても光学特性が大きく変化することを見出した。本年度は、この透明な溶液色を示すポリマーのラセン構造の詳細な解析とキラル認識能の評価を行った。NMR、IR、XRD等の分光学的測定の結果から、透明溶液のポリマーは、側鎖のアミド基間で強固な水素結合を形成し、側鎖の芳香環はπ-πスタッキングを形成していない可能性が示唆された。分子力学計算と分子動力学計算の結果から、透明溶液のポリマーは、赤色溶液のポリマーよりも側鎖間でより多くの水素結合ネットワークを形成し、π-πスタッキングを形成することなく、主鎖が収縮した異なるシス-シソイド構造を形成している可能性が高いことが明らかになった。また、透明溶液のポリマーから高速液体クロマトグラフィー用のキラル固定相を調製し、種々のラセミ体に対する光学分割能を評価したところ、黄色や赤色溶液のポリマーとは全く異なるキラル認識能を示すことが明らかになった。

In the previous year, the introduction of the optically active (PDPA) inducer, the introduction of the optically active (PEA) inducer, and the yellow and red solution colors of the S and R bodies in specific solvents were shown. The results of spectroscopic measurements and molecular mechanics calculations include: On/Off of the intramolecular water-binding between the side locks; On/Off of the water-binding between the yellow solution; On/Off of the water-binding between the main locks; On/Off of the water-binding between the main locks; The aromatic ring of the side lock is π-π. The PDPA inducer introduced into the PEA medium was found to have a yellow solution color when heated in polar solvents, and a transparent solution color when heated in nonpolar solvents. The optical properties of the solvent changed greatly when heated. This year, the transparent solution color display, detailed analysis of the structure, recognition and evaluation of the performance The results of spectroscopic measurements such as NMR, IR, XRD, etc. indicate the possibility of the formation of strong water bonds between the groups of transparent solutions and the formation of π-π-bonds between the aromatic rings of side locks. The results of molecular mechanics calculation and molecular dynamics calculation show that the probability of formation of multi-element binding structure in transparent solution, multi-element binding structure in red solution and multi-element binding structure in π-π solution is high. The optical separation energy of transparent solution and high speed liquid is evaluated by the modulation of solid phase and the separation energy of yellow solution and red solution.