高分子らせん集合体の同調的構造変化を駆動要素とする動的ソフトマテリアルの開発

以聚合物螺旋聚集体同步结构变化为驱动元件开发动态软材料

基本信息

批准号：
22K05233
负责人：
河内岳大
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ryukoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05233/
关键词：
包接錯体らせん分子認識ゲルポリメタクリル酸メチル超分子

项目摘要

シンジオタクチック-ポリメタクリル酸メチル（st-PMMA）は、トルエン中でラセン構造を形成することで結晶化し、ゲル化する。このラセン構造はホストとして作用し、フラーレン類などのゲスト分子を包接して結晶性の錯体が得られる。これまでに、ゲストとしてC60とC70が共存した場合、C70が優先的に包接されることを明らかにしている。本年度は、このst-PMMAラセンによるゲスト分子認識について詳細に検討した。st-PMMAは、トルエン中、TiCl4/Et3Alを開始剤とする立体特異性配位重合により合成した（Mn = 580k, rr = 95%）。C60/C70混合トルエン溶液（6 mL）にst-PMMA（3.0 mg）加え、110℃まで加熱し、均一溶液とした後、25℃で一晩静置し、ゲル化させた。遠心分離後、上澄み液とゲルを分けた。上澄み液と母液をHPLC測定することで、包接されたゲスト分子の量（包接量）及び包接率を求めた。まず、C60とC70をそれぞれ単独でゲスト分子として用いたところ、同じゲスト濃度では、C70の方が高い包接量を示すことを確認した。フラーレン濃度0.26 mg/mLにおいて、C70の方が3.3倍程度包接され易い。次に、C60とC70の混合物をゲストとしたところ、C60/C70混合モル比50/50の条件では、C60はほとんど包接されず、包接フラーレンの割合はC60/C70 = 0.2/99.8 [mol/mol]と、高い選択性であった。C60を過剰とした母液C60/C70混合モル比89/11においてもC70が選択的に包接された（包接フラーレンの割合 C60/C70 = 0.3/99.7 [mol/mol] ）。興味深いことに、C70のみをゲスト分子とした濃度におけるC70包接量は、C60が共存しないC70単独での包接量と一致する値であることがわかった。

甲基丙烯酸甲酯（ST-PMMA）通过形成甲苯中的螺旋结构结晶和凝胶结晶和凝胶。这种六边形结构充当宿主，并封闭了来宾分子，例如富勒烯，以获得结晶络合物。到目前为止，据透露，如果C60和C70共存为客人，C70将优先封闭。今年，我们详细讨论了ST-PMMA Sperine对客座分子的识别。使用TICL4/ET3AL作为甲苯中的引发剂（Mn = 580K，RR = 95％），通过立体特异性协调聚合合成ST-PMMA。将ST-PMMA（3.0 mg）添加到C60/C70混合甲苯溶液（6 mL）中，并将混合物加热至110°C，形成均匀的溶液，然后在25°C下保持在25°C。离心后，分离上清液和凝胶。通过HPLC测量上清液和母il液的测量，确定了来宾分子的数量（齐外量）和包含率。首先，当C60和C70单独用作客座分子时，证实C70在同一客人浓度下表现出更高的包含量。在富勒烯浓度为0.26 mg/mL时，C70被覆盖的可能性高约3.3倍。接下来，当将C60和C70的混合物用作客人时，在C60/C70混合物摩尔比为50/50，C60的情况下几乎没有包含，并且含酸酸酯的比例为C60/C70 = 0.2/99.8 [mol/mol]，这是高度选择性的。 C70还以89/11的摩尔比有选择地支撑母il的C60/C70，其C60过量（包含富勒烯C60/C70的百分比= 0.3/99.7 [Mol/mol]）。有趣的是，发现仅C70是宾客分子的浓度下的C70纳入量与仅C70的包含量不存在C60的值是一个值。