力学刺激に対するトポロジカル応答性を基盤とする新規メカノクロミック材料の創成

基于对机械刺激的拓扑响应性创建新型力致变色材料

• 批准号: 16J03566
• 负责人: 正井 宏
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J03566/
• 关键词: 超分子; ロタキサン; 超分子化学; ポリロタキサン

本研究の目的は、ロタキサンのトポロジカル構造変化を駆使して、力学刺激に対する物性変化を出力可能なセンサ材料を創成することである。本年度は比較的小さなストッパーユニットを軸中に導入することで、応力に対して段階的に作用するラチェットストッパーとしての可能性を開拓した。昨年度に偶然得られた知見に基づき、ベンゼン誘導体を両端に導入したポリエチレングリコール鎖を合成し、この軸に対するαシクロデキストリンのポリロタキサン形成過程を追跡した。この検討を元に、貫通現象における軸の立体的なサイズと活性化エネルギーに関する知見を得ることによって、環状分子のシャトリングにおいて立体的に影響を与えうる軸分子骨格を明らかにすることが期待される。ジメチレンアミン-p-キシレンを両端に導入したポリエチレングリコール鎖に対して、先程と同様に包接及び末端封鎖を行うことでポリロタキサンを合成したところ、その包接率は1-2%と算出され、特異的に働く位置ではわずかな立体が包接率に影響することが示された。反応の収率や精製純度などの点で、未だ問題は多いものの、低包接なポリロタキサンを容易に合成する設計指針を与えるとともに、低包接率に基づく環動ゲルの優れた力学特性の発現が期待される。実際、得られたポリロタキサンは、従来の包接率を有するポリロタキサンに対して両溶媒であったジメチルスルホキシドに対する溶解性が極めて低い。これは分子全体に対する環の割合が低いことで、軸の性質が強く表れたためであり、本材料はこれまでとは異なる物性や材料特性の発現が期待される。

这项研究的目的是创建一种传感器材料，该传感器材料可以通过充分利用轮济烷的拓扑结构变化来输出物理性质变化为机械刺激。今年，通过将一个相对较小的塞单元引入轴上，我们解锁了棘轮塞的可能性，该棘轮塞在反对压力的阶段中起作用。根据去年偶然的发现，合成了两端引入的苯衍生物的聚乙二醇链，并跟踪在此轴上形成α-环糊精的polyrotaxanes的过程。基于这项研究，可以预期，通过在穿透现象中获得有关轴的空间和激活能的知识，可以阐明轴向分子骨架，该轴向分子骨架可以对环状分子的穿梭环具有空间作用。当通过包含和终端密封聚乙二醇的聚乙二醇链与以前相同的方式引入的二甲基氨基氨基二x基因的聚乙烯乙二醇链与二甲基烯酰胺-P-二甲苯合成时，将包含速率计算为1-2％，这表明在特定工作的位置上的小3D会影响包含率。尽管在反应产量和纯度的纯度方面仍然存在许多问题，但预计可轻松合成低包含polyrotaxanes的设计准则，以及基于低包含率的环凝胶的出色机械性能。实际上，所得的脊髓己烷在二甲基硫氧化氢中的溶解度极低，这都是具有常规纳入速率的多触虫的溶剂。这是因为环与整个分子的比例较低，并且轴的性能得到强烈表达，并且该材料有望与以前相比具有不同的物理特性和材料特性。

项目成果

連結型ロタキサンに基づく機能性被覆型分子ワイヤ

基于连接轮烷的功能性涂层分子线

• 发表时间: 2017
• 作者: Adiba;Amalia I;Ryoto Tange;原田涼佑・細見拓郎・正井宏・藤原哲晶・辻康之・寺尾潤;丹下 稜斗;横山琢矢・正井宏・寺尾潤・藤原哲晶・辻康之;丹下 稜斗;Hiroshi Masai and Jun Terao;Ryoto Tange;正井 宏
• 通讯作者: 正井 宏

Enhancement of Carrier Mobility through Deformation Potential in Metal-Containing Insulated Molecular Wires

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b08557
• 发表时间: 2016-11
• 期刊: Journal of Physical Chemistry C
• 影响因子: 3.7
• 作者: Tatsuhiko Ohto;H. Masai;J. Terao;W. Matsuda;S. Seki;Y. Tsuji;H. Tada

共役ジチオカルボン酸を用いた有機・無機ハイブリッド材料における被覆効果

共轭二硫代羧酸在有机-无机杂化材料中的涂层效果

• 发表时间: 2018
• 作者: Adiba;Amalia I;丹下 稜斗;原田涼佑・細見拓郎・正井宏・寺尾潤
• 通讯作者: 原田涼佑・細見拓郎・正井宏・寺尾潤

Kinetic Stabilization of a Ni(II) Bis(dithiobenzoate)-type Complex Achieved Using Three-dimensional Insulation by a [1]Rotaxane Structure

[1]Rotaxane 结构利用三维绝缘实现 Ni(II) 双（二硫代苯甲酸酯）型配合物的动力学稳定性

• DOI: 10.1039/c8cc00351c
• 发表时间: 2018
• 期刊: Chem. Commun.
• 作者: Takuro Hosomi;Ryosuke Harada;Hiroshi Masai;Tetsuaki Fujihara;Yasushi Tsuji;Jun Terao
• 通讯作者: Jun Terao

被覆型共役メタロワイヤを用いた燐光ガスセンサ材料の開発

使用涂层共轭金属线开发磷光气体传感器材料

• 发表时间: 2017
• 作者: Adiba;Amalia I;Ryoto Tange;原田涼佑・細見拓郎・正井宏・藤原哲晶・辻康之・寺尾潤;丹下 稜斗;横山琢矢・正井宏・寺尾潤・藤原哲晶・辻康之
• 通讯作者: 横山琢矢・正井宏・寺尾潤・藤原哲晶・辻康之