高配向高分子材料創製のための解析手法の開発

开发用于创建高取向聚合物材料的分析方法

• 批准号: 05650912
• 负责人: 朝倉 哲郎
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650912/
• 关键词: 固体NMR; 配向高分子; 構造解析; ポリアミド; タンパク質; 絹; 分子運動

近年、高分子構造の構造解析の手段として固体NMR法が頻繁に用いられている。現在の固体NMR法の大半は、クロス-ポーラリゼーション-マジックアングルスピニング、CP-MAS法である。この手法によるピークの先鋭化によって、溶液のNMRと同様に化学シフトに基づく議論を行うことができるようになり、急速に固体NMRが普及することとなった。しかしながら、この手法は、固体構造に関する多くの情報を与える化学シフトテンソルの情報を消してしまっている。我々は、この情報を積極的に用いて構造解析を行うために、試料の15Nおよび13C同位体ラベルによってサイトを特定し、化学シフトテンソルを選択的に観測、そして解析する手法を開発することを目指した。この新しい手法が確立できれば、CP-MASNMRでは不可能であったX線回折に匹敵する原子座標レベルの固体構造の解明が可能であるとともに、X線回折では行うことのできなかった非晶構造の解明や得られた原子座標を用いての運動モデルによる詳細なダイナミックスの解析を行うことも可能となる。特に、この方法は高性能、高機能を有する配向試料についての分子の角度情報ならびにその配向分布などが直接決定できるようになるので、高配向構造を要求される先端高分子材料の分子設計のための有力な解析システムとなる。実験では、配向試料の15Nまたは13C固体NMRスペクトルを磁場と試料繊維軸を変化させて測定し、固体NMR化学シフト理論に基づいて、それをシミュレーションすることによって、化学シフトの主軸方向と繊維軸となす角度およびその分布を決定し、続いて15N-13Cダブルラベル化合物について、双極子相互作用を検出することによって、分子軸方向と化学シフトの主軸方向のなす角度を決定。それらの角度情報を組み合わせて、原子レベルの構造を決定する手法を開発した。これによって、X線回折法では得られない非晶部の構造解析をも解析可能であることをポリアミド系高分子について実証した。また、分子運動を考慮した配向試料の固体NMR解析法の基本構想をまとめた。

In recent years, the structural analysis of polymer structures by means of solid-state NMR has been frequently used. At present, most of the solid state NMR methods, such as CP-MAS method, are used. This technique is based on sharpening, solution NMR and chemical analysis. There is a lot of information about solid structure and chemical structure. We are actively engaged in structural analysis of samples and samples, and we have developed methods for determining and analyzing specific, chemical, and selected samples. This new method is established by CP-MASNMR. It is impossible to analyze the atomic coordinates of solid structures. It is possible to analyze the atomic coordinates of amorphous structures. This method has high performance and high function. It can directly determine the molecular angle information of alignment sample and molecular alignment distribution. It can also determine the molecular design of advanced polymer materials. 15N NMR of aligned samples, magnetic field, sample dimensional axis, measurement, theoretical basis of solid state NMR chemistry, determination of chemical principal axis orientation, dimensional axis, angle distribution, determination of 15N-13C NMR compound orientation, dipole interaction, determination of 15N-13C NMR spectra The molecular axis direction and the angle of the main axis direction are determined. The method of combining angular information and determining atomic structure is developed. The structure analysis of amorphous part can be obtained by X-ray reflection method. Basic Conjectures on Solid State NMR Analysis of Alignment Samples Considering Molecular Motion

项目成果

Joo-Hong Yeo,Masakazu Yagi and Tetsuo Asakura: "15N Solid State NMR Analysis of poly(m-xylene adipamide)and poly(hexamethylene adipamide)" Reports on Progress in Polymer Physics in Japan. 36. 477-478 (1993)

Joo-Hong Yeo、Masakazu Yagi 和 Tetsuo Asakura：“聚（己二酰间二甲苯）和聚（己二酰己二胺）的 15N 固态 NMR 分析”日本高分子物理学进展报告。

Tetsuo Asakura,Yoshiaki Hiraishi,Kyoko Nakamura,Takehito Konakazawa,Makoto Demura,Akira Kurioka,Keiichi Komatsu and Hiroshi Nakayama: "Preparation of Regenerated Bombyx mori Silk Fibroin Fiber and Its Application to Biomaterials" Reports on Progress in Po

Tetsuo Asakura、Yoshiaki Hiraishi、Kyoko Nakamura、Takehito Konakazawa、Makoto Demura、Akira Kurioka、Keiichi Komatsu 和 Hiroshi Nakayama：“再生家蚕丝素蛋白纤维的制备及其在生物材料中的应用”的进展报告

J.-H.Yeo,T.Askaura and H.Shimazaki: "Structural analyses of poly(m-xylene-a,a7-diyladipamide)and nylon 66 by 15N solid state NMR" Makromol.Chem.(in press.).

J.-H.Yeo、T.Askaura 和 H.Shimazaki：“通过 15N 固态 NMR 对聚（间二甲苯-a,a7-二基拉二酰胺）和尼龙 66 进行结构分析”Makromol.Chem.（印刷中）。

T.Asakura,J.-H.Yeo and I.Ando: "Structure of Polyamide Fibers in the Non-Crystalline Domain Studied by 15N Solid State NMR" Polymer Journal. 26. 229-233 (1994)

T.Asakura、J.-H.Yeo 和 I.Ando：“通过 15N 固态 NMR 研究的非晶域聚酰胺纤维的结构”聚合物杂志。

Tetsuo Asakura,Makoto Demura,Atsuo Uyama,Katsuaki Ogawa,Keiichi Komatsu,Linda K.Nicholson and Timithy A.Cross: "NMR Characterization of Silk Proteins,“Silk Polymers:Materials Science and Biotechnology",Ed.by David Kaplan,W.Wade Adams,Barry Farmer,and Chri

Tetsuo Asakura、Makoto Demura、Atsuo Uyama、Katsuaki Okawa、Keiichi Komatsu、Linda K. Nicholson 和 Timithy A. Cross：“丝蛋白的 NMR 表征”，“丝聚合物：材料科学与生物技术”，作者：David Kaplan，W.韦德·亚当斯、巴里·法默和克里斯