高次構造により時間発展性を制御できる超分子ポリマーの創製と応用

本申請研究は、螺旋状超分子ポリマーのアンフォールディングおよび鎖間凝集に起因する時間発展的な結晶化（構造転移）現象の解明と、光応答性の付与による新奇機能性分子集合体システムの構築を目的としている。これまでは螺旋状超分子ポリマーの自発的結晶化のメカニズムを探求してきたが、本年度はさらに系に光応答性を組み込むべく、フォトクロミック化合物であるアゾベンゼンを導入した新規化合物を複数設計し、それぞれの分子の自己集合挙動や光応答性について各種分光測定や顕微鏡観察、X線回折/散乱測定を利用して多角的に調査した。新規に合成した分子のうち、一つは狙い通りオリジナルの超分子ポリマーと同様の時間発展的な構造転移現象を引き起こし、さらに紫外光照射に伴うアゾベンゼンのtrans-cis光異性化を利用した主鎖のアンフォールディングにより、この構造転移現象を任意のタイミングで誘発させられることが明らかになった。この結果については、オリジナルの系と合わせて現在学術論文の執筆を続けている。一方で、他のアゾベンゼン含有分子についてはオリジナルの系とは異なり、水素結合指向型の超分子多形現象を示し、アゾベンゼンのtrans-cis異性化を利用することでこの多形を可逆的に制御できることが明らかになった。この結果については現在外部の研究機関との共同研究も含めて詳細な測定を進めており、2023年度中の学術論文掲載を目標に執筆を続けている。

本申請研究は、螺旋状超分子ポリマーのアンフォールディングおよび鎖間凝集に起因する時間発展的な結晶化（構造転移）現象の解明と、光応答性の付与による新奇機能性分子集合体システムの構築を目的としている。これまでは螺旋状超分子ポリマーの自発的結晶化のメカニズムを探求してきたが、本年度はさらに系に光応答性を組み込むべく、フォトクロミック化合物であるアゾベンゼンを導入した新規化合物を複数設計し、それぞれの分子の自己集合挙動や光応答性について各種分光測定や顕微鏡観察、X線回折/散乱測定を利用して多角的に調査した。新規に合成した分子のうち、一つは狙い通りオリジナルの超分子ポリマーと同様の時間発展的な構造転移現象を引き起こし、さらに紫外光照射に伴うアゾベンゼンのtrans-cis光異性化を利用した主鎖のアンフォールディングにより、この構造転移現象を任意のタイミングで誘発させられることが明らかになった。この結果については、オリジナルの系と合わせて現在学術論文の執筆を続けている。一方で、他のアゾベンゼン含有分子についてはオリジナルの系とは異なり、水素結合指向型の超分子多形現象を示し、アゾベンゼンのtrans-cis異性化を利用することでこの多形を可逆的に制御できることが明らかになった。この結果については現在外部の研究機関との共同研究も含めて詳細な測定を進めており、2023年度中の学術論文掲載を目標に執筆を続けている。