ラセン高分子の新奇時間反転特性が切り拓く次世代型マテリアル

由螺旋聚合物的新颖时间反转特性开创的下一代材料

基本信息

批准号：
20J21642
负责人：
福田茉佑
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、ビフェニル側鎖2,2'-位に２つのメトキシメトキシ(OMOM)基を有するポリ(ビフェニルイルアセチレン)誘導体(PBPA)に対し、触媒量のキラルアンモニウム塩をゲストとして添加した際に、ポリマー主鎖に誘起されるラセン構造の巻き方向が、時間の経過に伴って反転する『時間依存ラセン反転挙動』(以下、本挙動)のメカニズム解明を目的に、キラルゲストの影響を調査した。本挙動を起こすことがすでに観察されているアラニン由来のテトラキス[3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ホウ酸(BArF)塩(G1)の他に、アラニンアミドのBArF塩(G2)やアラニンメチルエステルのBArF塩(G3)をキラルゲストに用いて、同様にPBPAへのラセン誘起を検討した。その結果、本挙動の速度は、G1 > G2 >> G3(反転せず)の順となり、キラルゲストのカルボニル部位の酸性プロトンの有無やその酸性度の強さとの相関が示唆された。また、トルエン中の水分も本挙動の発現に必要であることが、溶媒に用いたトルエン中の水分量を変えた実験から示唆された。そこで、本挙動が観察された条件下においてG1を用いて1H NMRの経時変化を測定したところ、OMOM基の加水分解の進行が観察された。一方、同条件でG3を用いた場合には全く観測されなかった。したがって、本挙動は、OMOM基の加水分解に起因していることが明らかになった。さらに、触媒量のG1-G3を用いてラセン誘起を行うと、トルエン中の水分量に応じて誘起されるラセンの巻き方向が反転し、キラルゲスト除去後も誘起されたラセン構造が記憶として保持されることを見出した。つまり、トルエン中の水分量をわずかに変えるだけで、触媒量の同一キラルゲストを用いた光学不活性なPBPAへのラセン誘起によって、互いに逆巻きのラセン構造を有するラセンポリマーを不斉合成することに成功した。

今年，我们调查了手性客人的影响，目的是阐明“时间相关的相关逆转行为”的机制（以下称为行为），其中将催化量的手性铵盐添加为客人，作为客人，将其作为多个（二甲基）衍生物（pbpa）的多个（pbpa）组成的（pbpa）含量（OM）双苯基侧链的2,2'位置，以及在聚合物主链中诱导的螺旋结构的绕组方向是随着时间的推移而倒的。 In addition to the alanine-derived tetrakis[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]boric acid (BArF) salt (G1), which has already been observed to cause this behavior, the BArF salt of alanine amide (G2) and the BArF salt of alanine methyl ester (G3) were used as chiral guests to investigate the induction of hepatic hepatic into PBPA.结果，这种行为的速率是G1> g2 >> G3（未倒置）的顺序，这表明手性客人的羰基位点中存在或不存在酸性质子与其酸性的强度之间存在相关性。此外，使用溶剂的甲苯中水量的实验表明，甲苯中的水对于这种行为的发展也是必要的。因此，当在观察到这种行为的条件下使用G1测量1H NMR的时间过程时，观察到OMOM组水解的进展。另一方面，当在相同条件下使用G3时，没有进行观察。因此，已经揭示了这种行为是由于OMOM组的水解造成的。此外，当使用催化量的G1-G3诱导螺旋诱导的螺旋诱导时，根据甲苯中的水量诱导螺旋的绕组方向被逆转，即使在移除了呼吸器来宾后，诱导的螺旋结构也会作为记忆保留。换句话说，通过简单地改变甲苯中的水量，通过将螺旋聚合物诱导到光学惰性PBPA中，使用相同量的催化性手性宾客来成功地合成具有反向绕组的螺旋聚合物。

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Helicity Induction and Memory Effect of Poly(biphenylylacetylene) Derivatives Using Optically Active Ammonium Salts

使用光学活性铵盐的聚（联苯乙炔）衍生物的螺旋诱导和记忆效应

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fukuda Mayu ;Hirose Daisuke ;Morikawa Mai ;Yashima Eiji ;Maeda Katsuhiro
通讯作者：
Maeda Katsuhiro

触媒量の光学活性アンモニウム塩を用いたポリ(ビフェニルイルアセチレン)誘導体へのらせん誘起と記憶

使用催化量的光学活性铵盐进行聚（联苯乙炔）衍生物的螺旋诱导和记忆

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
福田茉佑;森川真衣;廣瀬大祐;八島栄次;前田勝浩
通讯作者：
前田勝浩

触媒量の光学活性アンモニウムを用いたポリ(ビフェニルイルアセチレン)へのらせん誘起・記憶とその機構

催化量的光学活性铵在聚联苯乙炔中的螺旋诱导和记忆及其机制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
福田茉佑，廣瀬大祐，谷口剛史;西村達也,八島栄次;前田勝浩
通讯作者：
前田勝浩

Functionalized polyvinyl alcohol aerogel for efficient and selective removal of arsenite from aqueous matrices

功能化聚乙烯醇气凝胶，用于高效、选择性地去除水基体中的亚砷酸盐

DOI：
10.1016/j.cej.2022.138232
发表时间：
2022
期刊：
Chemical Engineering Journal
影响因子：
15.1
作者：
Biswas Foni B.;Das Sandip;Nishimura Tatsuya;Endo Masaru;Fukuda Mayu;Morita Futo;Mashio Asami S.;Taniguchi Tsuyoshi;Maeda Katsuhiro;Hasegawa Hiroshi
通讯作者：
Hasegawa Hiroshi

Chirality Detection of Chiral Compounds with Ultra-Low Optical Purity Based on Chiral Aggregate Formation of Poly(biphenylylacetylene) Derivatives

基于聚联苯乙炔衍生物手性聚集体的超低光学纯度手性化合物的手性检测