直線運動する高分子末端と環分子との連続貫通反応を利用した新規ポリロタキサンの合成

利用线性移动聚合物末端和环分子之间的连续渗透反应合成新型聚轮烷

基本信息

批准号：
22K19070
负责人：
沼田宗典
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kyoto Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19070/
关键词：
分子集積化学超分子科学

项目摘要

本研究課題では、マイクロ流体の直線運動量を駆動力として、高分子末端と環分子との間に定常的な衝突エネルギーを供給し続ける革新的な超分子形成システムを構築し、ポリロタキサン形成の素材を本来相互作用しない高分子/環分子の組み合わせにまで拡張することを目指す。これにより未知のポリロタキサン材料の開発に結びつけることが最終目標である。既にポリエチレングリコール(PEG)とガンマシクロデキストリン(CD)とのポリロタキサン形成がマイクロ流体中において著しく促進されることを見出している。2022年度はこの知見を基にして、特に、環のサイズが異なる２種類のCDを用いてたポリロタキサン形成を実施し、マイクロ流体中において環サイズの異なるCDのどちらがPEGと優先的にポリロタキサン形成するのかについて検討を行った。分光測定および顕微鏡観察の結果、まず、全体の包接率はバイアル管を用いた場合と比較して促進されることが明らかとなった。また、ある特定のCD/PEG比において、２種類のCDが同じPEG鎖を同時に包接することが明らかとなった。これらは当初期待した新しいポリロタキサンであり、マイクロ流体中においてポリロタキサン形成が可能な高分子鎖と環分子の組み合わせを拡張できたと言える。原子間力顕微鏡(AFM)による観察の結果、これまでのマイクロ流体中で実施したポリロタキサン形成の場合と同様に、１つ１つのポリロタキサン同士がさらに相互作用することで伸長し、ナノファイバー化していることも明らかとなっている。

在这个研究项目中，我们将构建一种创新的超分子形成系统，利用微流体的线性动量作为驱动力，持续提供聚合物末端和环分子之间的碰撞能量，并开发用于聚轮烷形成的材料。最初不相互作用的聚合物/环分子的组合。最终目标是导致未知聚轮烷材料的开发。我们已经发现，在微流体中，聚乙二醇（PEG）和γ环糊精（CD）之间的聚轮烷形成得到显着促进。基于这一知识，在2022财年，我们将使用两种不同环尺寸的CD进行聚轮烷形成，并且我们将研究哪种环尺寸不同的CD在微流体中优先与PEG形成聚轮烷。通过光谱测量和显微镜观察，首次发现与使用小瓶管的情况相比，总体包含率得到了提高。研究还表明，在一定的 CD/PEG 比例下，两种类型的 CD 同时包含相同的 PEG 链。这些都是我们最初期待的新型聚轮烷，可以说我们拓展了微流控中可以形成聚轮烷的聚合物链和环状分子的组合。使用原子力显微镜（AFM）观察的结果是，各个聚轮烷进一步相互作用并伸长，形成纳米纤维，这与之前在微流体中进行的聚轮烷形成类似。