Development of Functional Materials Exhibiting Mobility Based on Expansion and Contraction of Helical Polymer Chains

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本研究では、申請者が独自に開発した「簡便かつ適用範囲の広い両末端の官能基化が可能なポリフェニルアセチレン誘導体(PPA)の精密合成技術 」と、「ラセン高分子の外部刺激応答性・運動性」・「固体表面で機能するスイッチングマテリアル」に関する知見を基軸として、従来のラセン高分子の合成手法では設計・合成が困難であった、固体基板上でプログラミングされた運動性を示すラセン高分子鎖からなる機能性マテリアルの創製を行うことを目的としている。具体的には、独自に開発したテレケリックPPAの新規精密合成法を利用して、固体基板上でプログラミングされた運動性を示すラセン高分子からなる２種類の運動性集合体(A)分子アクチュエーターと(B)運動性ポリマーベルトの創製を目指して、以下の２項目について検討を行った。１.　分子アクチュエーターの創製　初年度に確立したPPAからなるポリマーブラシの合成手法を利用して、外部刺激に応答してラセンの巻き方向が反転するPPAの濃厚ポリマーブラシをシリカゲル表面上に作成し、高速液体クロマトグラフィー用のキラル固定相(CSP)として応用した。まず、石英基板上に濃厚ラセンポリマーブラシを作製し、円二色性(CD)測定によりその光学特性を調べ、外部刺激に応答して溶液中のPPAと同様のらせん反転を示すことを明確に示すことに成功した。次に、シリカゲル上に作成したブラシ型CSPが、多くのラセミ体に対して良好なキラル認識能を示し、そのキラル認識能力は、コーティング型CSPとほぼ同じであり、本手法による固定化によってキラル認識能力は低下しないことを明らかにした。さらに、可逆的かつ反復的な溶出順序の切り替えを示すスイッチングCSPとして機能することを実証した。２.　運動性ポリマーベルトの創製 本年度は、PPA鎖の停止末端に、定量的に官能基を導入する新たな方法を開発することに成功した。