らせん型高分子包接錯体形成を鍵とする機能性超分子集合体の構築

基于螺旋聚合物包合物形成的功能性超分子组装体的构建

• 批准号: 23750124
• 负责人: 河内 岳大
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23750124/
• 关键词: 高分子合成; 高分子構造・物性; 超分子化学; 分子認識; 高分子錯体

本研究は、合成高分子であるシンジオタクチックポリメタクリル酸メチル(st-PMMA)が形成するらせん構造の内孔に、[60]フラーレン(C_<60>)やピレンなどのゲスト分子が包接される現象を利用し、新規な機能性超分子集合体を構築することを目的としている。本年度は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)の分子鎖末端にC_<60>を導入し(PDMS-C_<60>)、この末端C_<60>とst-PMMAとの包接錯体形成を利用することで、高分子-高分子相互作用を制御し、新規な高分子集合体を構築することに成功した。PDMS-C_<60>は、片末端にOH基を有するPDMSから3段階で合成した。トルエン中でst-PMMAとPDMS-C_<60>が包接錯体を形成することは、UV-vis、サイズ排除クロマトグラフィー、X線測定により確認した。得られた包接錯体ゲルを減圧乾燥し、溶媒であるトルエンを除去しても巨視的な相分離は見られず、末端C_<60>とst-PMMAとの包接錯体形成が高分子鎖の相溶化に寄与していることが確認できた。さらに、らせんの巻き方向が制御されたst-PMMAとピレン分子が形成する包接錯体において、ピレン分子の吸収領域に円二色性が観測されることを見出し、新規光学活性包接錯体の作成に成功するとともに、包接錯体形成機構に関する重要な知見を得た。st-PMMAを(R)-1-フェニルエチルアミン((R)-1)に加え、110℃に加熱して均一溶液とした後、室温まで徐冷することでst-PMMA/(R)-1ゲルを作成した。このゲルをトルエンによる洗浄で(R)-1を除去し、st-PMMA/トルエンゲルを得た。得られたゲルにピレン/トルエン溶液を加え、激しく撹拌することで分散液とし、これを石英セル上にキャストした。室温および160℃で減圧乾燥することで、st-PMMA/ピレン包接錯体フィルムを得た。このフィルムの円二色性スペクトルでは、ピレンがアキラル分子であるにも関わらず、ピレンの特性吸収領域に明瞭なCotton効果が観測された。これは、ピレン分子がらせんの巻き方向が制御されたst-PMMAに包接されたためと考えられる。以上の結果より、キラルアミンにより誘起されたst-PMMAのらせん構造は、(1)ゲルの洗浄操作によるキラルアミンからトルエンへの溶媒置換、(2)160℃の減圧乾燥によるトルエンからピレンへのゲスト分子の置換を行っても保持されることがわかった。

This study は, synthetic polymer で あ る シ ン ジ オ タ ク チ ッ ク ポ リ メ タ ク リ ル acid メ チ ル (st - PMMA) が form す る ら せ ん tectonic の inner hole に, [60] フ ラ ー レ ン (C_ < > 60) や ピ レ ン な ど の ゲ ス ト molecular が inclusion さ れ る phenomenon using を し, new rules な functional supramolecular assembly を build す る こ と を mesh Youdaoplaceholder0 て て る る. This year は, ポ リ ジ メ チ ル シ ロ キ サ ン (PDMS) の molecular lock end に C_ < > 60 を import し (PDMS - C_ < > 60), こ の end C_ < > 60 と st - PMMA と の inclusion formation misprinted を using す る こ と で, polymer, polymer interaction を royal し, new rules な macromolecule aggregation を build す る こ と Youdaoplaceholder0 success た. Pdms-c_ <60> に and the にOH group を at the end of the plate are synthesized with するPDMS ら ら in a three-stage で order of た た. ト ル エ ン で st - PMMA と PDMS - C_ < > 60 が inclusion misprinted を form す る こ と は, UV - vis, サ イ ズ exclude ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー, X-ray measurement に よ り confirm し た. Have ら れ た inclusion misprinted ゲ ル を 圧 dry し reduction, solvent で あ る ト ル エ ン を remove し て も separation of macroscope な は see ら れ ず, end C_ < > 60 と st - PMMA と の inclusion misprinted form が polymer phase lock の に send melting and し て い る こ と が confirm で き た. さ ら に, ら せ ん の 巻 き direction が suppression さ れ た st - PMMA と ピ レ が ン molecules formed す る inclusion misprinted に お い て, ピ レ ン molecular の field に 収 absorption has drifted back towards &yen; dichroism が 観 measuring さ れ る こ と を see し, new rules on optical active inclusion misprinted の made に successful す る と と も に, inclusion misprinted form institutions に masato す る important な knowledge を た. St - PMMA を (R) - 1 - フ ェ ニ ル エ チ ル ア ミ ン ((R) - 1) に え, 110 ℃ heating に し て homogenous solution と し た, room temperature after ま で す cold xu る こ と で st - PMMA/(R) - 1 ゲ ル を made し た. こ の ゲ ル を ト ル エ ン に よ る で at を remove し (R) - 1, st - PMMA / ト ル エ ン ゲ ル を た. Have to ら れ た ゲ ル に ピ レ ン / ト ル エ ン solution を え, excitation し く 撹 mix す る こ と で dispersion と し, こ れ を quartz セ ル on に キ ャ ス ト し た. At room temperature および160℃で under reduced pressure and drying する する とで とで, st-PMMA/ピレ <s:1> with mispacked body フィ ムを ムを to obtain た. こ の フ ィ ル ム の has drifted back towards &yen; dichroism ス ペ ク ト ル で は, ピ レ ン が ア キ ラ ル molecular で あ る に も masato わ ら ず, ピ レ ン の feature field に clear な 収 absorption Cotton unseen fruit が 観 measuring さ れ た. <s:1> れ ピレ, ピレ ピレ molecular がらせん sheet がらせん が control されたst-PMMAに encapsulation されたためと study えられる. の above results よ り, キ ラ ル ア ミ ン に よ り induced さ れ た st - PMMA の ら せ ん tectonic は, (1) ゲ ル の operation at に よ る キ ラ ル ア ミ ン か ら ト ル エ ン へ の solvent replacement, (2) 160 ℃ の minus 圧 dry に よ る ト ル エ ン か ら ピ レ ン へ の ゲ ス ト molecular の line displacement を っ て も keep さ れ る こ と が わ か っ た .

项目成果

シンジオタクチックPMMAと多環式芳香族炭化水素との包接錯体形成

间规PMMA与多环芳烃形成包合物

• 发表时间: 2011
• 作者: Takehiro Kawauchi;Mariko Kawauchi;Yuya Kodama;Tsutomu Takeichi;大西啓太・河内麻理子・河内岳大・竹市力;河内岳大・大西啓太・河内麻理子・竹市力;河内岳大・高橋吉騎・河内麻理子・小玉裕也・竹市力
• 通讯作者: 河内岳大・高橋吉騎・河内麻理子・小玉裕也・竹市力

片末端C_<60>ポリジメチルシロキサンとシンジオタクチックPMMAの包接錯体形成

一端C_<60>聚二甲基硅氧烷与间同立构PMMA包合物形成

• 发表时间: 2011
• 作者: Takehiro Kawauchi;Mariko Kawauchi;Yuya Kodama;Tsutomu Takeichi;大西啓太・河内麻理子・河内岳大・竹市力
• 通讯作者: 大西啓太・河内麻理子・河内岳大・竹市力

末端にC_<60>を有するポリシロキサンとシンジオタクチックPMMAとの包接錯体形成

末端C_<60>聚硅氧烷与间规PMMA形成包合物

• 发表时间: 2011
• 作者: Takehiro Kawauchi;Mariko Kawauchi;Yuya Kodama;Tsutomu Takeichi;大西啓太・河内麻理子・河内岳大・竹市力;河内岳大・大西啓太・河内麻理子・竹市力
• 通讯作者: 河内岳大・大西啓太・河内麻理子・竹市力

末端に[60]フラーレンを導入したポリシロキサンとシンジオタクチックPMMAの包接錯体形成

末端引入[60]富勒烯的聚硅氧烷与间规PMMA形成包合物

• 发表时间: 2011
• 作者: Takehiro Kawauchi;Mariko Kawauchi;Tsutomu Takeichi;Atsushi Kitaura;Jiro Kumaki;Hiroki Iida;Eiji Yashima;河内岳大・河内麻理子・小玉裕也・竹市力;大西啓太・河内麻理子・河内岳大・竹市力
• 通讯作者: 大西啓太・河内麻理子・河内岳大・竹市力

Formation of the Inclusion Complex of Helical Syndiotactic Poly(methyl methacrylate) and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

• DOI: 10.1021/ma200255m
• 发表时间: 2011-04
• 期刊: Macromolecules
• 影响因子: 5.5
• 作者: T. Kawauchi;M. Kawauchi;Y. Kodama;T. Takeichi