外部刺激を駆動力として伸縮運動する二重らせん高分子の創製と応用

利用外部刺激作为驱动力进行拉伸和收缩的双螺旋聚合物的创建和应用

• 批准号: 21K05166
• 负责人: 田浦 大輔
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Meijo 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-21K05166/
• 关键词: 超分子; 二重らせん; 超分子化学; 高分子化学

本研究では、外部刺激に応答して可逆的に伸縮運動する二重らせん高分子を合成し、伸縮運動を巨視的な運動に変換可能な系の構築を目指す。すなわち、二重らせん高分子の基板への固定化やハニカム構造を有する二次元シートの作製により、外部刺激による可逆的・微視的な伸縮運動に伴う変化を巨視的レベルに増幅可能な機能性材料の開発に挑戦する。令和4年度は、以下に示す結果を得た。A. アルキンとアジドのクリック反応により生成するトリアゾールリンカーで連結したポリマー (配位子) の合成を目指し、まず、10段階の反応を経て、両末端にヨード基 (I基) が置換され、中央にビフェニル部位を有するテトラフェノール誘導体のヒドロキシ基をメトキシメチル基 (MOM基) で保護した化合物 (1) を得た。さらに、薗頭・萩原クロスカップリングにより、1の両末端にトリメチルシリルエチニル基を導入した化合物 (2) を合成した後、MOM基を脱保護することで、両末端にトリメチルシリルエチニル基が置換され、中央にビフェニル部位を有するテトラフェノール誘導体 (3) を合成した。B. 段階的な高分子化を実現するために、まず、両末端にトリメチルシリル基 (TMS基) が置換され、中央にビフェニル部位を有するテトラアニソール誘導体 (4) を得た。さらに、一塩化ヨウ素を用いて、両末端のTMS基の片方のみをI基に変換することで、片末端にI基とTMS基がそれぞれ置換され、中央にビフェニル部位を有するテトラアニソール誘導体 (5) (1量体) の合成を試みた。精製により、4を除去することはできなかったが、次の反応に関与しないと考え、(4を含む) 5と1,4-ベンゼンジボロン酸ビス(ピナコール)エステルの鈴木・宮浦クロスカップリングにより、5がフェニレンリンカーで連結した2量体 (6) (配位子前駆体) を合成した。

在这项研究中，我们的目标是合成一种能够响应外部刺激而可逆拉伸和收缩的双螺旋聚合物，并构建一个可以将拉伸运动转化为宏观运动的系统。换句话说，通过将双螺旋聚合物固定在基材上或创建​​具有蜂窝结构的二维片材，我们实现了将外部刺激引起的可逆微观拉伸运动相关的变化放大到宏观水平的功能。开发材料的挑战。 2020财年，我们获得了如下所示的结果。 A. 我们的目标是合成由炔烃和叠氮化物之间的点击反应产生的三唑连接体连接的聚合物（配体）。首先，通过10步反应，在两端取代碘基（I基团）。得到具有联苯基部分的四酚衍生物的羟基被甲氧基甲基(MOM基)保护的中心A化合物(1)。另外，通过Sonogashira-Hagiwara交叉偶联合成在1的两端引入三甲基甲硅烷基乙炔基的化合物(2)后，通过将MOM基脱保护，在两端取代三甲基甲硅烷基乙炔基，得到具有联苯部分的四酚衍生物(3)。中心被合成。 B.为了实现逐步聚合，我们首先获得了两端具有三甲基甲硅烷基（TMS基团）取代且中心具有联苯部分的四苯甲醚衍生物（4）。此外，通过使用一氯化碘仅将两端的TMS基团中的一个转化为I基团，尝试了四苯甲醚衍生物(5)(单体)。虽然4无法通过纯化去除，但我们认为它不会参与下一步反应，因此我们进行了5（含4）和1,4-苯二硼酸双（频哪醇）酯的Suzuki-Miyaura交叉偶联合成了其中5与亚苯基连接体连接的二聚体(6)（配体前体）。