Fabrication of chiroptically-functionalized polymer film with 3D-nanofibrilar network formation via 2D-1D development of self-assembling system

通过自组装系统的 2D-1D 开发制造具有 3D 纳米纤维网络形成的手性光学功能化聚合物薄膜

• 批准号: 20H02571
• 负责人: 伊原 博隆
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Kumamoto University (2021-2022)Okinawa National College of Technology (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02571/
• 关键词: ２次キラリティ; 自己組織化; 超分子ゲル; 円偏光発光; 光学フィルム; 二次キラリティ; グルタミド

本年度も昨年度に引き続き、円偏光ルミネッセンス（ＣＰＬ）を生成しうる分子ゲル化剤の開発を行い、キラル配向による増幅キラリティのバリエーション強化を目指した。具体的には、長鎖アルキル鎖をアミド結合により導入したグルタミン酸誘導体（グルタミド）に加えて、リシンやオルニチン等をベース骨格としたアミノ酸誘導型の分子ゲル化剤を合成に着手した。作製された分子材料が、溶液中で分子配向性の１Ｄナノ会合体を形成しうることは、示差走査熱量分析による脂質会合体特有の相転移現象の検出、透過型電子顕微鏡および共焦点レーザー顕微鏡による集合形態観察よって確認した。会合体形成に基づく超分子的な光学特性については、蛍光分析、円二色分散計、ＣＰＬ測定により評価した。ビオロゲンを官能基として導入したグルタミドでは、会合形態やキラリティの符号、強度、蛍光スペクトルにおける発光強度やストークスシフト度、さらには誘起ＣＰＬ特性を検出し、酸化還元反応によるスイッチング機能を調査した。ターピリジル基を官能基として導入したグルタミドでは、遷移金属やランタニド等との錯形成を介して、金属イオンの種類を識別して会合特性やキラル特性が大きく変化することを確認した。リシンをアミノ酸ベースとするトリアミド系分子ゲルでは、グルタミド系より高いゲル化能を示すことが確認されたので、非キラルな蛍光性色素と組合せることによって、誘起キラリティおよび誘起ＣＰＬが発現することを確認した。以上に加え、本年度は新たに合成した分子ゲル化剤をポリマー溶液中でブレンドし、キャスト法によって製膜した。得られた透明フィルム中に１Ｄナノ会合体が形成されていることを、官能基の蛍光特性あるいは蛍光性色素をドープして、共焦点レーザー顕微鏡観察によより確認した。

This year's annual に も yesterday quoted き 続 き, has drifted back towards ¥ polarized ル ミ ネ ッ セ ン ス (CPL) を generated し う る molecular ゲ ル the tonic の open 発 を い, キ ラ ル match to に よ る rights of キ ラ リ テ ィ の バ リ エ ー シ ョ ン strengthening を refers し た. Specific に は, long locks ア ル キ ル lock を ア ミ ド combining に よ り import し た グ ル タ ミ ン acid induced body (グ ル タ ミ ド) に plus え て, リ シ ン や オ ル ニ チ ン etc を ベ ー ス bone と し た ア ミ ノ acid induced type の molecular ゲ ル the tonic を synthetic に to し た. Cropping さ れ た が molecular materials, で ligands in the solution to the sexual の 1 d ナ ノ will fit を form し う る こ と は, differential walkthrough heat analysis に よ る lipid will fit specific planning の phase shift phenomenon の 検 out, through electronic 顕 micromirror お よ び total focus レ ー ザ ー 顕 micromirror に よ る collection form 観 examine よ っ て confirm し た. Will form に base づ く な optical properties of supramolecular に つ い て は, disperse 蛍 analysis, has drifted back towards ¥ two color light meter, determination of CPL に よ り review 価 し た. ビ オ ロ ゲ ン を functionality と し て import し た グ ル タ ミ ド で は, meet form や キ ラ リ テ ィ の symbols, light intensity, 蛍 ス ペ ク ト ル に お け る 発 light intensity や ス ト ー ク ス シ フ ト degree, さ ら に は induced CPL features を 検 し, acidification and yuan against 応 に よ る ス イ ッ チ ン グ function を survey し た. タ ー ピ リ ジ ル base を functionality と し て import し た グ ル タ ミ ド で は, migration metal や ラ ン タ ニ ド etc と の fault formed を interface し て, metal イ オ ン の kinds を recognition し meet て features や キ ラ ル features large が き く variations change す る こ と を confirm し た. リ シ ン を ア ミ ノ acid ベ ー ス と す る ト リ ア ミ ド department of molecular ゲ ル で は, グ ル タ ミ ド department よ り high い ゲ ル change can を shown す こ と が confirm さ れ た の で, non キ ラ ル な 蛍 optical pigment と combination せ る こ と に よ っ て, induced キ ラ リ テ ィ お よ び induced CPL が 発 now す る こ と を confirm し た. Above に え, this year's new た は に synthetic し た molecular ゲ ル the tonic を ポ リ マ ー solution で ブ レ ン ド し, キ ャ ス ト method に よ っ て membrane し た. Have ら れ た transparent フ ィ ル ム に 1 d ナ ノ will fit が form さ れ て い る こ と を, faculties の 蛍 light feature あ る い は 蛍 optical pigment を ド ー プ し て, total focus レ ー ザ ー 顕 micromirror 観 examine に よ よ り confirm し た.

项目成果

Enantioselective chiroptical response with glutamide-based supramolecular organogels

基于谷酰胺的超分子有机凝胶的对映选择性手性光学响应

• 发表时间: 2021
• 作者: Yutaka Kuwahara;Nao Nagatomo;Makoto Takafuji;Kyohei Yoshida;Shoji Nagaoka;Reiko Oda;Taisuke Hamada;Hirotaka Ihara
• 通讯作者: Hirotaka Ihara

Coordination-driven enhancement of binary signals of circular dichroism and fluorescence of molecular gels from terpyridine-attached glutamide

三联吡啶连接的谷酰胺分子凝胶圆二色性和荧光二元信号的配位驱动增强

• 发表时间: 2020
• 作者: N. Sultana;T. Kawahara;Y. Kuwahara;H. Ihara;M. Takafuji
• 通讯作者: M. Takafuji

錯形成による超分子ゲルの光学活性の増幅

通过形成复合物增强超分子凝胶的光学活性

• 发表时间: 2020
• 作者: 川原朋生;Nahid Sultana;龍直哉;永岡昭二;桑原穣;Eugenio Coronado;Reiko Oda;伊原博隆;高藤誠
• 通讯作者: 高藤誠

マルチカイロ情報システムのためのポルフィリン官能化キラル分子集合

用于多开罗信息系统的卟啉功能化手性分子组装

• 发表时间: 2020
• 作者: 真島彩佳;龍直哉;桑原穣;高藤誠;神徳啓邦;Oda Reiko;伊原博隆
• 通讯作者: 伊原博隆

Polymer encapsulation and stabilization of molecular gel-based chiroptical information for strong, tunable circularly polarized luminescence film

• DOI: 10.1039/d0tc01480j
• 发表时间: 2020-07-14
• 期刊: JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C
• 影响因子: 6.4
• 作者: Oishi, Hisashi;Mashima, Sayaka;Ihara, Hirotaka
• 通讯作者: Ihara, Hirotaka