Development of photo-functional polymer materials using cationic chlorophyll-a derivatives

利用阳离子叶绿素-a衍生物开发光功能聚合物材料

• 批准号: 21K05173
• 负责人: 小笠原 伸
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05173/
• 关键词: クロロフィル; ポリマー; デンドリマー; Schiff塩基; アザマイケル付加反応; イソシアネート; ラジカル重合; 縮合反応; カチオン性置換基; 光機能性ポリマー

藻類から抽出し、脱金属およびエステル交換によって得られたクロロフィル誘導体を用いて、市販のポリアミドアミン（PAMAM）デンドリマー（0世代, 末端アミノ基数=4）への導入を試みた。まず、3位にホルミル基を有するメチルピロフェオフォルバイドdを用いて、アミノ基とのSchiff塩基形成を利用することを試みた。しかしながら溶媒に用いたクロロホルムに対するPAMAMデンドリマーの溶解性が低いため、反応が進行しなかった。そこで、Schiff塩基以外の導入方法について検討を行った。3位ビニル基を有するメチルピロフェオフォルバイドaを用いて、17位末端にエステル交換によってアクリレート残基を有するクロロフィル誘導体を合成した。この誘導体を原料とし、PAMAMデンドリマーの伸長に用いられるアザマイケル付加反応によって、メタノール中でPAMAMデンドリマーの末端アミノ基への導入を試みた。しかしながら、PAMAMデンドリマーが塩基として作用することで、17位のエステル部位でメタノールとの交換反応が生じてしまうことが確認された。同様に、17位末端にイソシアネート基を有するクロロフィル誘導体を原料とし、縮合反応によるPAMAMデンドリマーの末端アミノ基への導入も試みた。この反応によってクロロフィル誘導体がPAMAMデンドリマーに複数導入されたことが確認できたが、導入されたクロロフィル誘導体の数が1~4の混合物であるため、単離に困難であることがこれまでに明らかとなっている。

我们尝试将从藻类中提取的叶绿素衍生物（通过脱金属和酯交换获得）引入市售的聚酰胺胺（PAMAM）树枝状聚合物（0代，末端氨基数量= 4）。首先，我们尝试利用甲基焦脱镁叶绿酸 d 与氨基形成席夫碱，该甲基焦脱镁叶绿酸 d 在 3 位具有甲酰基。然而，由于PAMAM树枝状聚合物在用作溶剂的氯仿中的溶解度低，反应没有进行。因此，我们研究了希夫碱以外的引入方法。使用3位具有乙烯基的甲基焦脱镁叶绿酸a，通过酯交换反应合成17位末端具有丙烯酸酯残基的叶绿素衍生物。使用该衍生物作为原材料，我们尝试使用用于延伸 PAMAM 树枝状聚合物的 azaMichael 加成反应将其引入到甲醇中的 PAMAM 树枝状聚合物的末端氨基中。然而，已证实当PAMAM树枝状聚合物作为碱基时，在17位的酯位点会发生与甲醇的交换反应。同样，我们以17位具有异氰酸酯基的叶绿素衍生物为原料，尝试通过缩合反应将其引入到PAMAM树枝状聚合物的末端氨基中。尽管已确认通过该反应将多种叶绿素衍生物引入到PAMAM树枝状聚合物中，但之前已经清楚，由于引入的叶绿素衍生物的数量是1至4的混合物，因此分离是困难的。

项目成果

Synthesis of chlorophyll-appending dendrimers and their physical properties

叶绿素树枝状聚合物的合成及其物理性质

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroaki Marumoto;Shin Ogasawara;Hitoshi Tamiaki
• 通讯作者: Hitoshi Tamiaki

クロロフィル誘導体をペンダントしたポリマーの合成と物性

叶绿素衍生物聚合物的合成及物理性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 民秋 均;丸本 洋明;小笠原 伸
• 通讯作者: 小笠原 伸