らせん空孔の精密制御を基盤とする記憶力を有するらせんフォルダマーの創成と応用

人工のらせん高分子が形成する内部のらせん空孔を活用することができれば、空孔のサイズやらせんキラリティに基づく『基質選択性』や『不斉選択性』の付与が可能となり、新たな概念に基づく革新的なキラル材料の創製という観点からも興味深い。本年度はこれまでに得られた知見をもとに、mono-1Aとmono-1Cから成る共重合体を合成し、溶液中における不斉増幅現象について円二色性（CD）および吸収スペクトル測定を用いて検討を行なった。mono-1Aとmono-1Cを任意の割合で混合し、2,6-ピリジンジカルボキシアルデヒドとの重縮合によりキラル／アキラルコポリマーを合成した。得られた種々のコポリマーのCD測定をクロロホルム／DMSO混合溶媒中で行ったところ、キラルユニットの割合に対してCD強度が直線的に変化し、不斉増幅は見られなかった。一方、溶媒を1,1,2,2-テトラクロロエタン／DMSO混合溶媒に変更したところ、キラルユニットの割合に対してCD強度が非線形的に変化し、不斉増幅現象が起こることを見出した。この混合溶媒を用いてサイズ排除クロマトグラフィー測定を行ったところ、ポリマーが分子間水素結合により超分子会合体を形成していることが分かった。また、分子間水素結合を阻害するためにテトラブチルアンモニウム塩を添加し、分子分散状態でのCD測定を行ったところ、超分子会合状態と同様のCDシグナルおよび不斉増幅を示したため、コポリマーの不斉増幅現象が分子間水素結合による超分子会合ではなく、分子内水素結合によってらせん状に折りたたまれることに大きく影響されることを明らかにした。さらに、光学活性なジオール存在下、poly-1Aの CDスペクトル測定を1,1,2,2-テトラクロロエタン中で行ったところ、ポリマー主鎖の吸収領域に明確な誘起CDが観測されることも見出した。

人工のらせん高分子が形成する内部のらせん空孔を活用することができれば、空孔のサイズやらせんキラリティに基づく『基質選択性』や『不斉選択性』の付与が可能となり、新たな概念に基づく革新的なキラル材料の創製という観点からも興味深い。本年度はこれまでに得られた知見をもとに、mono-1Aとmono-1Cから成る共重合体を合成し、溶液中における不斉増幅現象について円二色性（CD）および吸収スペクトル測定を用いて検討を行なった。mono-1Aとmono-1Cを任意の割合で混合し、2,6-ピリジンジカルボキシアルデヒドとの重縮合によりキラル／アキラルコポリマーを合成した。得られた種々のコポリマーのCD測定をクロロホルム／DMSO混合溶媒中で行ったところ、キラルユニットの割合に対してCD強度が直線的に変化し、不斉増幅は見られなかった。一方、溶媒を1,1,2,2-テトラクロロエタン／DMSO混合溶媒に変更したところ、キラルユニットの割合に対してCD強度が非線形的に変化し、不斉増幅現象が起こることを見出した。この混合溶媒を用いてサイズ排除クロマトグラフィー測定を行ったところ、ポリマーが分子間水素結合により超分子会合体を形成していることが分かった。また、分子間水素結合を阻害するためにテトラブチルアンモニウム塩を添加し、分子分散状態でのCD測定を行ったところ、超分子会合状態と同様のCDシグナルおよび不斉増幅を示したため、コポリマーの不斉増幅現象が分子間水素結合による超分子会合ではなく、分子内水素結合によってらせん状に折りたたまれることに大きく影響されることを明らかにした。さらに、光学活性なジオール存在下、poly-1Aの CDスペクトル測定を1,1,2,2-テトラクロロエタン中で行ったところ、ポリマー主鎖の吸収領域に明確な誘起CDが観測されることも見出した。