新規環状π共役集積体の構築と機能化

本研究は、両末端に粘着サイトを有するサブマイクロメートルスケールのポリマーブラシの自己組織化挙動から、巨大有機分子の指向的自己組織化の方法論の普遍的かつ基礎的な知見を抽出することを目的としている。本年度は、その基盤となるポリマーブラシの合成法の確立と原子間力顕微鏡による自己組織化挙動の直接観察に取り組んだ。二官能性開始剤を用いた原子移動ラジカル重合法を利用し、ポリマー中央から両末端に向かってファーストブロック,セカンドブロックのモノマーを重合しABA型の主鎖を構築した後、主鎖部分BにGrafting-from法により側鎖を導入する合成戦略を採用した。上記戦略により、主鎖にポリメタクリレート骨格、両末端Aの粘着サイトにポリメタクリル酸、側鎖にポリ(アクリル酸ブチル)を有するPMAA-b-(PBiBEM-g-PBA)-b-PMAAを合成した。このモチーフは主鎖末端のカルボン酸に目的の粘着サイトを有するアミンやアルコールをN,N'-ジシクロカルボジイミドで縮合する事により、様々な粘着サイトを有するポリマーブラシを合成することができると考えられる。この方法により、主鎖末端にピリジンを粘着サイトとして導入した長さ100ナノメートルのポリマーブラシは、二価の白金錯体と混合することで、マイカ表面で直径約1マイクロメートルの超分子リング構造が原子間力顕微鏡により観察された。この像の高さと位相を同時にマッピングする事で、リング内部のポリマーブラシが1本単位で視認できる量子化された構造体が確認できた。今後このリング形成のメカニズムとポリマーブラシ構造との相関関係を明らかにし、本成果を論文としてまとめる予定である。

本研究は、両末端に粘着サイトを有するサブマイクロメートルスケールのポリマーブラシの自己組織化挙動から、巨大有機分子の指向的自己組織化の方法論の普遍的かつ基礎的な知見を抽出することを目的としている。本年度は、その基盤となるポリマーブラシの合成法の確立と原子間力顕微鏡による自己組織化挙動の直接観察に取り組んだ。二官能性開始剤を用いた原子移動ラジカル重合法を利用し、ポリマー中央から両末端に向かってファーストブロック,セカンドブロックのモノマーを重合しABA型の主鎖を構築した後、主鎖部分BにGrafting-from法により側鎖を導入する合成戦略を採用した。上記戦略により、主鎖にポリメタクリレート骨格、両末端Aの粘着サイトにポリメタクリル酸、側鎖にポリ(アクリル酸ブチル)を有するPMAA-b-(PBiBEM-g-PBA)-b-PMAAを合成した。このモチーフは主鎖末端のカルボン酸に目的の粘着サイトを有するアミンやアルコールをN,N'-ジシクロカルボジイミドで縮合する事により、様々な粘着サイトを有するポリマーブラシを合成することができると考えられる。この方法により、主鎖末端にピリジンを粘着サイトとして導入した長さ100ナノメートルのポリマーブラシは、二価の白金錯体と混合することで、マイカ表面で直径約1マイクロメートルの超分子リング構造が原子間力顕微鏡により観察された。この像の高さと位相を同時にマッピングする事で、リング内部のポリマーブラシが1本単位で視認できる量子化された構造体が確認できた。今後このリング形成のメカニズムとポリマーブラシ構造との相関関係を明らかにし、本成果を論文としてまとめる予定である。