精密超分子重合を利用した機能性集合体の構築と応用

精密超分子聚合功能组装体的构建及应用

• 批准号: 16F16043
• 负责人: 竹内 正之
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16043/
• 关键词: 精密超分子重合; ポルフィリン; 超分子ポリマー

前年度までに、（１）水素結合部位を4カ所有するポルフィリン誘導体がメチルシクロヘキサン中において強く自己集合し非常に高い核形成温度を示すこと、（２）核形成温度は、良溶媒であるトルエンを系中に添加することによって、段階的に低下させる事ができることを見出し、（３）自己集合プロセスの熱力学パラメータを決定することに成功していた。これらの成果を利用して、本年度は自己集合挙動のコントロールを検討した。具体的にはcrystallization-driven self-assembly（CDSA）の概念を超分子ポリマーに適用し、 精密超分子重合を検討した。その自己集合能を吸収スペクトル測定や原子間力顕微鏡観察によって評価することにより、リビング超分子重合が達成されていることを明らかにした。また、中心金属の異なるポルフィリン誘導体を合成し、CDSAの概念を利用したブロック共重合体の合成が可能となることを見出した。その熱あるいは化学物質安定性が、ブロック共重合体の組成に大きく依存していることが明らかとなった。上記の研究を展開している際に、中心金属に亜鉛を有するポルフィリン誘導体の１次元超分子ポリマーが、軸配位子の添加によって解重合し、その後、２次元超分子ナノシートへと形態転移することを発見した。解重合と形態転移は連続的に起こるが、それぞれのキネティクスはポルフィリンと軸配位子の濃度に依存することがわかった。時間発展現象を解析することによって、解重合や軸配位、形態転移プロセスの速度定数を見積もることに成功した。この現象は、基盤上でも進行する。反応拡散系へと展開することによって、自己組織化的なパターン形成を期待できる。

到上一年，已经发现（1）具有四个具有四个氢键位点的卟啉衍生物在甲基环己烷中强烈自组装并表现出很高的成核温度，（2）可以通过逐步降低成核温度，从而降低综合，良好的溶解度，（3）成功的综合过程，并确定了该系统的良好进程，并降低了系统的效果。使用这些结果，我们检查了今年对自组装行为的控制。具体而言，将结晶驱动的自组装（CDSA）的概念应用于超分子聚合，并研究了精度超分子聚合。通过通过测量原子力显微镜测量吸收光谱和观察来评估其自组装能力，揭示了已经实现了客厅超分子聚合的能力。还发现，可以合成具有不同中央金属的卟啉衍生物，并且可以使用CDSA概念合成块共聚物。已经表明，其热或化学稳定性高度取决于块共聚物的组成。在上述研究中，发现具有锌金属的卟啉衍生物的一维超分子聚合物通过添加轴向配体通过形态学转移到二维超分子纳米片上，从而将其作为中央金属解散。尽管去聚合和形态学转变连续发生，但发现每种动力学取决于卟啉和轴向配体的浓度。通过分析时期的现象，我们成功地估算了解聚，轴向协调和形态传递过程的速率常数。这种现象也取得了基础。通过发展为反应扩散系统，可以预期形成自组织模式。

项目成果

分子機能化学グループグループwebsite

分子功能化学组网站

Probing kinetic stability of supramolecular polymers in terms of their composition kinetic stability

从组成动力学稳定性角度探讨超分子聚合物的动力学稳定性

• 发表时间: 2017
• 作者: Sung Ho Jung;M. Takeuchi;K. Sugiyasu
• 通讯作者: K. Sugiyasu

Synthesis of block supramolecular copolymers and their enhanced kinetic stability

嵌段超分子共聚物的合成及其增强的动力学稳定性

• 发表时间: 2018
• 作者: Sung Ho Jung;M. Takeuchi;K. Sugiyasu
• 通讯作者: K. Sugiyasu