カラムナー液晶を鋳型としたナノ貫通孔フィルムの創製と超分子配位座としての展開

以柱状液晶为模板制备纳米通孔薄膜及其作为超分子配位位点的发展

基本信息

批准号：
07J07325
负责人：
石原伸輔
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo (2008)Waseda University (2007)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

研究目的:ナノ空間内での合成・分子認識・物質輸送には空間ストレスと静電場に起因する高次構造制御や高選択性などの機能発現が期待できる。特に、ナノ空孔内表面に金属配位子として有用なピリジル基を高密度かつ規則的に集積できれば、機能性低分子(特に金属錯体)を認識・組織化する新規ナノ空間材料へ展開できると考えられる。本研究は、水素結合性超分子カラムナー液晶の鋳型重合法によりゲスト分子組織化のため配位性ナノ貫通孔高分子「超分子配位座」を構築し、ゲスト分子を高度な機能集団として組織化することを目的とする。研究方法:重合性のデンドロン誘導体および鋳型となるトリフェニレン誘導体をそれぞれ合成、その1:3混合物から得られる水素結合性超分子液晶を光重合架橋し、高分子フィルムを得る。この際、トリフェニレン誘導体にキラルな側鎖を導入することで、超分子液晶のらせん構造を誘起する。高分子フィルムから鋳型分子のみを抽出することで、ピリジル基がらせん状に整列したナノ空孔高分子を構築し、ポルフィリン亜鉛錯体への配位吸着特性を検討する。研究成果:水素結合性超分子液晶を鋳型重合して得られたナノ空孔高分子フィルムは空孔内壁に高密度なピリジル基を有しており、亜鉛ポルフィリン誘導体をサイズ選択的に配位吸着した。さらに、吸着された亜鉛ポルフィリンのSoret帯吸収は淡色シフトを示すとともにCD活性であったことから、亜鉛ポルフィリンのキラル構造の誘起が示唆された。この結果は、配位性ナノ空孔高分子がポルフィリン錯体の組織媒体として有用であることを示しており、光分子デバイスや触媒担体としての展開が期待できる。

研究目的：纳米空间内的合成、分子识别和材料传输有望因空间应力和静电场而表现出高阶结构控制和高选择性等功能。特别是，如果可用作金属配体的吡啶基能够规则且密集地聚集在纳米孔的内表面上，则将有可能开发出能够识别和组织功能性小分子（特别是金属配合物）的新型纳米空间材料。可能的。本研究中，我们利用氢键超分子柱状液晶的模板聚合方法，构建了用于客体分子组织的配位纳米通孔聚合物“超分子配位轨迹”，达到了将客体分子组织为高官能团的目的。是为了研究方法：合成可聚合树枝状衍生物和苯并菲衍生物为模板，将1:3混合物得到的氢键超分子液晶进行光聚合交联，得到聚合物薄膜。此时，通过将手性侧链引入苯并菲衍生物中诱导超分子液晶的螺旋结构。通过从聚合物膜中仅提取模板分子，我们将构建具有螺旋排列的吡啶基的纳米多孔聚合物，并检查其在卟啉锌配合物上的配位吸附性能。研究结果：氢键超分子液晶模板聚合得到的纳米多孔聚合物薄膜，孔内壁具有高密度的吡啶基，对锌卟啉衍生物具有尺寸选择性配位吸附作用。此外，吸附的锌卟啉的索雷特带吸收显示出轻微的色移和CD活性，表明在锌卟啉中诱导了手性结构。该结果表明配位纳米孔聚合物可用作卟啉配合物的组织介质，并有望用作光分子器件或催化剂载体。