Development of stimuli-responsive innovative materials based on flexible ladder polymers

基于柔性梯形聚合物的刺激响应创新材料的开发

• 批准号: 21J14503
• 负责人: 井上 恵希
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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-21J14503/
• 关键词: ラダーポリマー; 刺激応答性; スイッチング; 結晶化; 多孔性; ダイナミクス; コンフォメーション; ジアザシクロオクタン

本研究は、動的な主鎖を持つ新しいタイプのラダーポリマーの開発とその力学・運動挙動の探求を通じた、革新的な刺激応答性材料の開発を目的としている。本年度は以下に示す４つの課題を推進した。１．動的な主鎖としてジアザシクロオクタン（DACO）骨格を含むラダーポリマーの多孔性について調べた。このポリマーの固体状態における多孔性は、DACO骨格の化学構造によって顕著に変化する。詳細な検討の結果、粉末状態のラダーポリマーの比表面積が、DACO骨格の環反転速度に相関することを明らかにした。２．新規イオン応答性材料の創製を目的とし、クラウンエーテル骨格を主鎖に持つラダーポリマーを合成した。このポリマーの溶液にクラウンエーテルに適合するイオンを加え、状態変化を観測したが、顕著なイオン応答性は確認できなかった。一方、このラダーポリマーから新たな着想を得て次のテーマを遂行した。３．動的な主鎖を持つ結晶化可能なラダーポリマーの創製に取り組んだ。構造対称なモノマーを原料とすることで、規則的な主鎖を持つクラウンエーテル骨格含有ラダーポリマーの合成に成功した。合成したポリマーは溶液から結晶化させることが可能であり、球晶や微結晶を与えることを見いだした。４．光照射により可逆にラダー化／非ラダー化するポリマーの開発を目的とし、ジアリールエテン骨格を主鎖に持つステップラダーポリマーを設計、合成した。このポリマーの溶液に光を照射すると、ラダー化（閉環）／非ラダー化（開環）スイッチングが起こることを見いだした。ラダー構造の割合を向上できるように分子構造や光照射条件を最適化することで、一本鎖構造とラダー構造の変換をより効率的に誘起し、物性変調に結びつけられると考えられる。なお本年度には、共同第一著者としてChemistry―A European Journal誌に論文を一報発表した他、2件の学会発表を行った。

This study is aimed at exploring new and innovative ways to develop responsive materials. This year, the following four topics have been advanced. 1. The main lock of the mobile phone is the porous structure of the mobile phone (DACO) The porosity of the solid state and the chemical structure of the DACO cell are changed. Detailed analysis results, powder state, specific surface area, and ring velocity of the DACO matrix 2. New regulations on the creation of reactive materials are aimed at maintaining the stability of reactive materials. For example, if you want to change the state of the solution, you can change the state of the solution. A party, a new party 3. The main lock of the movement is to maintain the crystallization. The structure of the raw material is very important, and the main lock of the structure is very important. The structure of the raw material is very important. Synthesis and Crystallization 4. Light irradiation is reversible and non-reversible. The development of light irradiation is aimed at the design and synthesis of light irradiation. The solution is irradiated with light, closed loop and open loop. The molecular structure and light irradiation conditions are optimized according to the structure structure and the transformation efficiency, and the physical properties are adjusted according to the structure and light irradiation conditions. This year, the first author of Chemistry-A European Journal published a paper and two academic papers.

项目成果

N,N’-ジアシルジアザシクロオクタン骨格を主鎖にもつラダーポリマーの配座変換挙動と固体構造

以N,N’-二酰基二氮杂环辛烷骨架为主链的梯形聚合物的构象转变行为及固体结构

• 发表时间: 2022
• 作者: H. Kuromiya;R. Majumdar;and H. Ogata;見崎裕也;井上恵希，石割文崇，福島孝典
• 通讯作者: 井上恵希，石割文崇，福島孝典

ジアザシクロオクタン構造を主鎖に持つラダーポリマーのダイナミクスと物性との相関

主链具有二氮杂环辛烷结构的梯形聚合物动力学与物理性质的相关性

• 发表时间: 2022
• 作者: 中西太郎;黒宮寛之,緒方広明;石割文崇，井上恵希，福島孝典
• 通讯作者: 石割文崇，井上恵希，福島孝典

Synthesis, Properties and Conformational Dynamics of N,N’-Diacylated Diazacyclooctane-Containing Ladder Polymers

N,N’-二酰化二氮杂环辛烷梯形聚合物的合成、性能及构象动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: 井上恵希;石割文崇;福島孝典
• 通讯作者: 福島孝典

Synthesis and properties of N,N’-diacylated diazacyclooctane-containing flexible ladder polymers exhibiting conformational change

具有构象变化的N,N-二酰化二氮杂环辛烷柔性梯形聚合物的合成与性能

• 发表时间: 2021
• 作者: 井上恵希;石割文崇;福島孝典
• 通讯作者: 福島孝典

3,11‐Diaminodibenzo[a,j]phenazine: Synthesis, Properties, and Applications to Troger's Base‐Forming Ladder Polymerization

3,11-二氨基二苯并[a,j]吩嗪：合成、性质及其在 Troger 碱基形成阶梯聚合中的应用

• DOI: 10.1002/chem.202202702
• 发表时间: 2023
• 期刊: Chemistry A European Journal
• 作者: Izumi Saika;Inoue Keiki;Nitta Yuya;Enjou Tomoya;Ami Takahiro;Oka Kouki;Tohnai Norimitsu;Minakata Satoshi;Fukushima Takanori;Ishiwari Fumitaka;Takeda Youhei
• 通讯作者: Takeda Youhei