Construction of Supramolecular systems with mechanical property

具有机械性能的超分子体系的构建

• 批准号: 20J23539
• 负责人: 米澤 俊平
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J23539/
• 关键词: 静水圧; 電荷移動錯体; 超分子; ハイドロゲル; 圧力化学; アントラセン; キラリティー; キラル増幅; プロキラル; 共集合

両親媒性分子や高分子の自己組織化は、生物学から材料科学までの学際領域において、魅力的な研究分野として活発に研究されている。これらの両親媒性物質は、広義では同じ構造を持っており、疎水性セグメントと親水性セグメントから作られている。近年、πスタッキングや水素結合、電荷移動(CT)相互作用、金属配位子など様々な方向性の非共有結合を利用して、主に有機溶媒中で多様な超分子材料が研究されている。これらの集合体のほとんどは、温度や濃度といったパラメーターで集合体の制御を行なっている。一方で、濃度や温度と同様に熱力学的に重要なパラメーターの一つである圧力に着目し、圧力によって分子集合体の制御に成功した例もいくつか散見される。特に、ポリビニルアルコール(PVA)の水溶液では、静水圧によってハイドロゲルやナノ粒子への不可逆的な変化をすることが知られている。そこで、多数の水素結合部位を有するラクトビオン酸とピレン、ナフタレンモノイミド(NMI)およびナフタレンジイミド(NDI)を色素として連結した分子を合成した。ピレンは電子豊富な電子ドナーとして、NMIおよびNDIは電子アクセプターとして働くことが知られている。これらの分子を用いることで、超分子ポリマー内で多様化された水素結合に対して圧力が与える影響を明らかにするとともに、分子内および分子間に存在するCT相互作用の圧力応答性を調べることで、分子内と分子間の相互作用へ圧力が与える影響の違いを明らかにすることを目的とした。

两亲性分子和聚合物的自组装是从生物学到材料科学等跨学科领域活跃研究的一个有吸引力的领域。这些两亲物具有大致相同的结构，并且由疏水性和亲水性链段组成。近年来，人们主要在有机溶剂中利用各种定向非共价键（例如π堆积、氢键、电荷转移（CT）相互作用和金属配体）研究各种超分子材料。大多数这些聚集体是由温度和浓度等参数控制的。另一方面，压力是热力学上重要的参数之一，如浓度和温度，有几个利用压力成功控制分子组装的例子。特别是，已知聚乙烯醇（PVA）的水溶液由于静水压力而不可逆地转变为水凝胶和纳米颗粒。因此，我们合成了一种分子，其中具有多个氢键位点的乳糖酸与作为染料的芘、萘单酰亚胺（NMI）和萘二酰亚胺（NDI）连接。已知芘充当富电子电子供体，而 NMI 和 NDI 充当电子受体。通过使用这些分子，我们将阐明压力对超分子聚合物内多样化氢键的影响，并研究分子内部和分子之间存在的 CT 相互作用的压力响应性。本研究的目的是阐明压力影响的差异。关于分子内和分子间相互作用。

项目成果

キラル超分子集合体をホストとするペリレンジイミド誘導体の結合挙動と圧力応答性

手性超分子聚集体苝二酰亚胺衍生物的结合行为和压力响应性

• 发表时间: 2020
• 作者: 米澤俊平;河合壯;中嶋琢也
• 通讯作者: 中嶋琢也

キラルおよびアキラル構造を有するペリレンジイミド誘導体の超分子共集合の構築と構造制御

手性和非手性结构苝二酰亚胺衍生物超分子共组装的构建与结构控制

• 发表时间: 2021
• 作者: 米澤俊平;河合壯;中嶋琢也
• 通讯作者: 中嶋琢也

Supramolecular Coassembly of Chiral and Achiral Perylenediimides

手性和非手性苝二酰亚胺的超分子共组装

• 发表时间: 2022
• 作者: Shumpei Yonezawa;Tsuyoshi Kawai;Takuya Nakashima
• 通讯作者: Takuya Nakashima