π共役と主鎖らせんからなる革新的刺激応答性ブロック共重合体の創成

合成らせん高分子の1種であるポリフェニルイソシアニド (PPI) は精密重合による合成法が確立しており、側鎖に嵩高い置換基を有する場合、固体及び溶液中において剛直ならせん構造を形成することが報告されている。そのらせん構造ゆえ、キラルセンサー、キラル触媒、キラルカラムの固定相としての応用が模索されてきた。本研究での目的は、PPIのさらなる機能開拓である。特に、従来のキラル特性のみならず、らせん構造ゆえの主鎖の剛直性および棒状異方性に着目し、溶液中において発現するリオトロピック液晶性に起因する新機能を探索した。その結果、らせん高分子PPIの従来のキラル機能に加え、2つの新たな知見を得た。(1)PPIの棒状性に起因した液晶性の付与（液晶性ブロック共重合体）: π共役系高分子であるポリチオフェンに、PPIをブロックパートナーとしてブロック共重合体を合成したところ、π共役系では報告例が少ないリオトロピック液晶性を示すことが分かった。さらに、PPIの側鎖としてアゾベンゼンやシアノビフェニルを導入することで、それぞれ光異性化機能、秩序性の高い自己組織化能を有する多機能性ブロック共重合体を合成できることを示した。(2)リオトロピック液晶場を利用した有機低分子（フラーレンC60）の異方的結晶成長効果: PPIの分子量および側鎖をデザインすることにより、PPI存在下でC60の異方的自己集合体（ロッド、ウィスカー、ファイバー）を制御可能であることを示した。さらに、濃厚溶媒であるコレステリック液晶場においても片巻きらせんPPIをリビング的に作り分けできる結果を得た。これらの成果は合成らせん高分子PPIの合成および機能開拓に新たな知見を与え、次世代へ向けた新機能性材料の探索に貢献するものと考えられる。

合成らせん高分子の1種であるポリフェニルイソシアニド (PPI) は精密重合による合成法が確立しており、側鎖に嵩高い置換基を有する場合、固体及び溶液中において剛直ならせん構造を形成することが報告されている。そのらせん構造ゆえ、キラルセンサー、キラル触媒、キラルカラムの固定相としての応用が模索されてきた。本研究での目的は、PPIのさらなる機能開拓である。特に、従来のキラル特性のみならず、らせん構造ゆえの主鎖の剛直性および棒状異方性に着目し、溶液中において発現するリオトロピック液晶性に起因する新機能を探索した。その結果、らせん高分子PPIの従来のキラル機能に加え、2つの新たな知見を得た。(1)PPIの棒状性に起因した液晶性の付与（液晶性ブロック共重合体）: π共役系高分子であるポリチオフェンに、PPIをブロックパートナーとしてブロック共重合体を合成したところ、π共役系では報告例が少ないリオトロピック液晶性を示すことが分かった。さらに、PPIの側鎖としてアゾベンゼンやシアノビフェニルを導入することで、それぞれ光異性化機能、秩序性の高い自己組織化能を有する多機能性ブロック共重合体を合成できることを示した。(2)リオトロピック液晶場を利用した有機低分子（フラーレンC60）の異方的結晶成長効果: PPIの分子量および側鎖をデザインすることにより、PPI存在下でC60の異方的自己集合体（ロッド、ウィスカー、ファイバー）を制御可能であることを示した。さらに、濃厚溶媒であるコレステリック液晶場においても片巻きらせんPPIをリビング的に作り分けできる結果を得た。これらの成果は合成らせん高分子PPIの合成および機能開拓に新たな知見を与え、次世代へ向けた新機能性材料の探索に貢献するものと考えられる。