Development of Functional Materials Exhibiting Mobility Based on Expansion and Contraction of Helical Polymer Chains

基于螺旋聚合物链的膨胀和收缩的具有流动性的功能材料的开发

基本信息

批准号：
21K18997
负责人：
前田勝浩
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、申請者が独自に開発した「簡便かつ適用範囲の広い両末端の官能基化が可能なポリフェニルアセチレン誘導体(PPA)の精密合成技術」と、「ラセン高分子の外部刺激応答性・運動性」・「固体表面で機能するスイッチングマテリアル」に関する知見を基軸として、従来のラセン高分子の合成手法では設計・合成が困難であった、固体基板上でプログラミングされた運動性を示すラセン高分子鎖からなる機能性マテリアルの創製を行うことを目的としている。具体的には、独自に開発したテレケリックPPAの新規精密合成法を利用して、固体基板上でプログラミングされた運動性を示すラセン高分子からなる２種類の運動性集合体(A)分子アクチュエーターと(B)運動性ポリマーベルトの創製を目指して、以下の２項目について検討を行った。１.　分子アクチュエーターの創製　初年度に確立したPPAからなるポリマーブラシの合成手法を利用して、外部刺激に応答してラセンの巻き方向が反転するPPAの濃厚ポリマーブラシをシリカゲル表面上に作成し、高速液体クロマトグラフィー用のキラル固定相(CSP)として応用した。まず、石英基板上に濃厚ラセンポリマーブラシを作製し、円二色性(CD)測定によりその光学特性を調べ、外部刺激に応答して溶液中のPPAと同様のらせん反転を示すことを明確に示すことに成功した。次に、シリカゲル上に作成したブラシ型CSPが、多くのラセミ体に対して良好なキラル認識能を示し、そのキラル認識能力は、コーティング型CSPとほぼ同じであり、本手法による固定化によってキラル認識能力は低下しないことを明らかにした。さらに、可逆的かつ反復的な溶出順序の切り替えを示すスイッチングCSPとして機能することを実証した。２.　運動性ポリマーベルトの創製本年度は、PPA鎖の停止末端に、定量的に官能基を導入する新たな方法を開発することに成功した。

在这项研究中，我们将介绍一种“简单、应用广泛、并且可以两端功能化的聚苯乙炔衍生物（PPA）的精密合成技术。” ”、“螺旋聚合物对外部刺激的响应性和移动性”以及“在固体表面上起作用的开关材料”。基于我们对“螺旋聚合物对外部刺激的响应性和移动性”和“的了解”开关在固体表面上起作用的材料”，我们创造了使用传统螺旋聚合物合成方法难以设计和合成的新技术，目的是创造由螺旋聚合物链组成的功能材料，在固体基质上表现出程序化的流动性。具体来说，通过利用我们独立开发的新型遥爪 PPA 精密合成方法，我们创建了两种类型的运动聚集体 (A)，即分子致动器，由在固体基质上表现出程序化运动性的螺旋聚合物 (B) 组成。对于运动聚合物带，我们研究了以下两项。 1. 分子驱动器的创建利用第一年建立的合成 PPA 聚合物刷的方法，我们在硅胶表面创建了一个厚的 PPA 聚合物刷，可以响应外部的作用而反转螺旋的缠绕方向。它被用作高效液相色谱的手性固定相（CSP）。首先，我们在石英基板上制造了致密螺旋聚合物刷，并使用圆二色性 (CD) 测量研究了其光学特性，并清楚地证明了它在响应外部刺激时表现出类似于溶液中的 PPA 的螺旋反转。接下来，在硅胶上制备的刷型CSP对许多外消旋体表现出良好的手性识别能力，其手性识别能力与涂层型CSP几乎相同，并且发现认知能力没有恶化。此外，我们证明了它作为切换 CSP 的功能，具有可逆且可重复的洗脱顺序切换。 2. 运动聚合物带的创建今年，我们成功开发了一种将官能团定量引入 PPA 链末端的新方法。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ロジウム触媒を用いたフェニルアセチレン類の水中リビング重合の開発と水溶性テレケリックポリマー合成への応用

铑催化剂水下苯乙炔活性聚合的进展及其在水溶性遥爪聚合物合成中的应用

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
越前健介;谷口剛史;西村達也;前田勝浩
通讯作者：
前田勝浩

ペンタアリールシクロブテニルロジウム錯体から構成される高分子化合物の合成

五芳基环丁烯基铑配合物高分子化合物的合成

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊藤幸祐;谷口剛史;西村達也;前田勝浩
通讯作者：
前田勝浩

らせん構造を有するポリアセチレン類の精密合成とそのキラルマテリアルとしての応用

螺旋结构聚乙炔的精确合成及其手性材料的应用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hirose Daisuke;Nozaki Mai;Maruta Miyuki;Maeda Katsuhiro;触媒量のキラルアンモニウム塩によるポリ(ビフェニルイルアセチレン)誘導体へのらせん誘起と記憶：らせんの巻き方向に及ぼす微量の水の著しい影響;前田勝浩
通讯作者：
前田勝浩

サンティアゴ・デ・コンポステーラ大学(スペイン)

圣地亚哥德孔波斯特拉大学（西班牙）