環状分子ピラー[6]アレーンの高分子化と環骨格の協同効果に基づく機能創出

基于环状分子柱[6]芳烃聚合和环骨架协同作用的功能创造

基本信息

批准号：
22K14725
负责人：
大谷俊介
金额：
$ 3万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

環状化合物はホスト分子として働き、空孔内部にゲスト分子を取り込むことができるため、選択的な物質の貯蔵や分離・精製に利用することができる。これらの環状化合物は、高分子化により成形加工性・安定性の向上が達成された一方、高分子鎖上で環骨格が連続することで、新たな機能性や性質を示した例は極めて少ない。これは、高分子化された環状化合物の多くが、回転可能な単結合によって連結されるため、環構造の向きや位置関係が定まらず、それぞれが独立して作用したことに由来する。本研究では、環構造を二本の高分子鎖で連結することで回転を抑制し、環構造の向きが揃った状態で固定することで、低分子では見られない、高分子に特有の性質を見出す（高分子効果）。例えば、複数の環がゲスト分子の包接に関与することで、ホスト-ゲスト間の相互作用が増強されるといった『協同効果』の発現が期待される。本研究は、環状ホスト分子の『協同性』に基づいた、新たな機能性・性質の獲得を目指すものである。本年度はモノマー及び高分子化のためのモデル反応の条件検討に取り組んだ。目的の高分子を合成に必要な重合官能基を持った環状分子の合成に成功し、良好な収率で得られることがわかった。また、モデル反応の条件検討を行うのに十分な量を合成することにも成功した。モデル反応としては芳香族求電子置換反応を検討した。もう一方の反応基質としては、カテコール、1,2-フェニレンジアミン、1,2-ベンゼンジチオールを選択し、その反応条件の最適化に取り組んだ。

环状化合物充当宿主分子，可以在空孔中掺入来宾分子，可用于选择性存储，分离和纯化物质。尽管这些环状化合物通过聚合改善了这些环状化合物，但循环化合物的可变性和稳定性得到了改进，但由于聚合物链上连续的环骨架，这些环状化合物的示例很少。这是因为许多聚合循环化合物通过单个可旋转键连接，并且未确定环结构的方向和位置关系，并且它们每个都独立起作用。在这项研究中，通过将环结构与两个聚合物链连接起来，并将其固定在环结构的相同方向上，从而抑制旋转，它发现了在小分子中未发现的聚合物所特有的特性（聚合物效应）。例如，预计会产生“合作效应”，例如多个环参与宾客分子的介入，从而增强了宿主 - 阵线相互作用。这项研究旨在基于环状宿主分子的“合作性”获得新的功能和特性。今年，我们致力于检查单体和聚合的模型反应条件。已经发现，具有合成目标聚合物所需的聚合物官能团的循环分子的合成成功，并且获得了聚合官能团的良好产率。它也成功地合成了足够的数量来研究模型反应的条件。作为模型反应，研究了芳族亲电取代反应。其他反应底物是儿茶酚，1,2-苯基二胺和1,2-苯二硫醇，并且对反应条件进行了优化。