非極性溶媒中での静電反発を利用した螺旋状親油性高分子電解質の階層的構造制御

非极性溶剂中利用静电斥力对螺旋亲脂性聚电解质进行分层结构控制

• 批准号: 12J02749
• 负责人: 太田 匡彦
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J02749/
• 关键词: らせん高分子; 高分子電解質; 静電相互作用; 親油性イオン

申請者は、溶液中で動的ならせん反転現象を示すことが知られているポリ(p-フェニルアセチレン)誘導体に対してクロロホルムなどの非極性溶媒中でも解離可能な親油性イオンを修飾したらせん状親油性高分子電解質の調製と分子集合体形成に伴う階層的構造制御を目指し研究を行なっている。本年度は、らせん状親油性高分子電解質の調製と静電反発が非極性溶媒中でのらせん反転現象に及ぼす影響に関して検討を行った。フェニルアセチレンのパラ位に光学活性を有するL-アラニンと長鎖アルキル基、末端にアジド基を修飾したモノマーL2を合成した。L2を単独もしくはアジド基を持たないL1とランダム共重合することでらせん高分子polyL2もしくはpoly(L1-L2)を調製した。これらに対して親油性イオンをクリック反応によって導入することによって、全てのモノマーユニットにイオン性部位が導入されたpolymL2と5mol%導入されたpoly(L1-mL2)を得た。高分子反応の進行はIRスペクトル測定によりて追跡し、イオン導入量は^1HNMRスペクトルの積分比から見積もった。次に、溶媒の誘電率、共通塩添加、温度といった外的刺激によってイオンの解離度を変化させた場合のらせん構造の転移を円偏光二色性及び紫外可視吸収スペクトルによって主鎖のポリエンの共役長から評価した。その結果、溶媒の極性によって右巻きと左巻きが変化し、特にDMF中においては温度を変化させることによってらせん長を、高分子濃度と添加塩濃度によってらせんの巻方向の割合を可逆的に制御することに成功した。この変化はらせん高分子側鎖のイオン性部位の静電反発によって誘起されたと考えられ、有機溶媒中での静電斥力を制御することによってらせん構造転移を誘起させることに成功した。'今回申請者が得たらせん状親油性高分子電解質に関する基礎的知見は、本研究課題の最終目標である階層的構造制御を目指す上で極めて重要である。

申请人正在进行研究，旨在准备一个用亲脂性离子修饰的螺旋亲脂聚电解质，即使在非极性溶剂（例如氯仿）和层次结构中也可以分离，并与分子组装形成，对型（p-苯基乙烯烯）衍生物的范围衍生物进行动力学。今年，我们研究了螺旋亲脂聚电解质的制备，以及静电排斥对非极性溶剂中螺旋反转现象的影响。单体L2与l-丙氨酸，长链烷基和末端的偶氮基合成，在苯乙烯的para位置具有光学活性。螺旋聚合物polyl2或poly（L1-L2）是通过与单独的L1或无叠氮化物组随机共聚的L2来制备的。通过将亲脂离子引入这些，将离子位点引入所有单体单元中，然后将5 mol％poly（L1-ML2）引入单体单元中。通过红外光谱法跟踪聚合物反应的进展，并根据 ^1H NMR光谱的积分比估算了离子噬菌量。接下来，当离子的解离程度通过外部刺激（例如溶剂的介电常数），添加常见盐的介电常数而变化时，螺旋结构的过渡，从主链多烯的共轭长度通过圆形二色症和Ultraviolet可见吸收光谱评估了温度。结果，根据溶剂的极性，在DMF中，右手和左手的变化通过改变温度而成功地控制了螺旋长度，以及螺旋在螺旋方向上的螺旋比例取决于聚合物和添加盐的浓度。人们认为，这种变化是由螺旋聚合物侧链离子位点的静电排斥引起的，并通过控制有机溶剂的静电排斥而成功地诱导了螺旋结构过渡。申请人在螺旋亲素聚合物电解质上获得的基本知识对于旨在实现该研究主题的最终目标，分层结构控制非常重要。

项目成果

Lipophilic Ionomers with Bulky Ion-pairs and the Effect on Compatibility of Ionomer Blends

具有大体积离子对的亲脂性离聚物及其对离聚物混合物相容性的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: Toshikazu Ono;Masahiko Ohta;Kazuki Sada;Masayo Yoshimori and Partha Lahiri;太田匡彦
• 通讯作者: 太田匡彦

Ionic Polymers act as Polyelectrolytes in Nonpolar Media

离子聚合物在非极性介质中充当聚电解质

• DOI: 10.1021/mz3002879
• 发表时间: 2012
• 期刊: ACS Macro Letter
• 作者: Toshikazu Ono;Masahiko Ohta;Kazuki Sada
• 通讯作者: Kazuki Sada

アイオノマーブレンドの相溶性に及ぼすイオン部位の疎水性の効果

离子位点的疏水性对离聚物共混物相容性的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: Uno K;Yagi K;Yoshimori M;et.al.;太田匡彦
• 通讯作者: 太田匡彦