選択的水素結合を用いたブロック型超分子の調製とその凝集構造

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異種ポリマーの末端を非共有結合で結びつけると、共有結合で結び付けられた「ブロック共重合体」には見られない、外場環境に依存した「可逆的会合解離可能」な新たな分子構築ができると考えられる。我々はこの分子構築の結果できる分子集合体を「ブロック型超分子」と名づけ、このコンセプトを実現すべく実験を行った。具体的には2種類のポリマー末端を水素結合でつなぎ合わせることによって「ブロック型超分子」の調製を目指した。まず前年度に開発した「ヌクレオチド末端を有するポリマー合成法(Biomacromolecules 2005,6,2328-2333.)」をヒドロキシル基末端ポリマーに適用し、2種類の相補的オリゴヌクレオチド末端ポリマーを合成した。具体的には末端に3つのチミジンユニットを持ったポリ(4-トリメチルシリルスチレン)(PTMSS-T3)と末端に3つのデオキシアデノシンユニットを持ったポリスチレン(PS-A3)を合成した。末端導入率は^1H NMRで決定し、ほぼ定量的に導入されていることを確認した。これらのポリマーを1:1でブレンドして溶液中での挙動を^1H NMRを用いて観察したところ、2つのポリマー末端間で水素結合が生じていることを示すイミドプロトンピークの低磁場シフトが観測できた。一方、溶媒キャストフィルムの電子顕微鏡観察によって、ラメラ状のナノ相分離構造が確認できた。またX線測定でもナノ相分離構造形成に由来する回折ピークが見られた。ゆえにバルクにおいてブロック型超分子を形成させることに成功した。さらに上記のブレンドに水素結合阻害分子(低分子量)を投与したところ、溶液中の^1H NMR測定においてイミドプロトンピークが高磁場側へシフトし、水素結合の阻害が確認された。バルクにおいてもX線散乱によってナノ相分離構造の消失が確認されたことから、阻害分子を加えることでブロック型超分子の形成を阻害できることが分かった。これらの成果をまとめて論文・学会(高分子学会、アメリカ化学会)で発表した。