Stimuli-responsive porous soft materials by orthogonal linkage chemistries

正交连接化学刺激响应多孔软材料

基本信息

批准号：
22KF0207
负责人：
古川修平
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0207/
关键词：
金属錯体多面体ソフトマテリアル共有結合性光反応

项目摘要

ナノサイズ空間を有する分子である金属錯体多面体(MOP)を用い、自己集合化プロセスを制御することで、多孔性を有するソフトマテリアルを合成する研究は、空間機能と材料物性の相関という基礎的研究に加えて、空間材料のプロセッシングといった応用研究への展開にむけて大変重要である。これまでその階層構造の制御は配位結合形成を伴う自己集合化プロセスに依存していた。本研究では、クマリン二量化を用いた光駆動の共有結合形成を用いることで、MOPの超分子重合によるコロイド粒子形成、コロイド粒子の自己集合化によるコロイドネットワーク形成( ゲル化)という2つの集合過程を独立して制御可能な段階的自己集合化を達成する。この手法により、(1)光刺激による可逆的ゾル―ゲル転移、(2)光駆動によるゲルの力学特性制御、(3)共有結合性錯体ソフトマテリアルの創成を行い、光でゲル化や物性変換可能な新しい多孔性ゲルの創成を行う。初年度は、課題A：「クマリン官能基を有する新規MOPと多孔性ゲルの合成」を行った。イソフタル酸誘導体と酢酸ロジウムから組み上がる立方八面体構造MOPを基盤とした。まずイソフタル酸の5位にクマリン分子を結合した誘導体を合成し、酢酸ロジウムとの反応により立方八面体MOPを構築した。NMRおよび動的光散乱測定によりその構造同定を行った。光照射後、ゲル化しなかった。その理由としては、光反応収率が低いためであると考えた。次に、このMOPをリンカー配位子を用いて配位結合により集積しゲル化させた後、光照射によるクマリンの連結を行った。その結果、リンカー配位子を取り除いてもゲル状態が維持された。クマリンの連結による共有結合性の錯体ソフトマテリアルが合成されたことを示唆している。今後はその詳細な解析を行う。

通过使用金属复合物多面体（MOP）（具有纳米空间的分子）来控制自组装过程，研究具有多孔特性的软材料的研究对于开发用于应用研究（例如空间材料处理）非常重要。到目前为止，对分层结构的控制依赖于涉及协调键形成的自组装过程。在这项研究中，通过使用coumarin二聚化使用光驱动的共价键形成，我们实现了逐步的自组装，从而可以独立控制两个组合过程：通过胶体网络形成（胶体形成（凝胶化）通过胶体颗粒的自组装）的超分子聚合通过胶体网络形成（凝胶化）。该技术涉及（1）通过光刺激通过光驱动来控制凝胶的机械性能，以及（3）创建共价复杂的软材料，创建可胶凝并用光物理转化的新的多孔凝胶。在第一年，任务A：“与香豆素功能组和多孔凝胶合成新型拖把”。基于立方八面体结构拖把，该拖把是由同思甲酸衍生物和乙酸菱酯组装而成的。首先，合成了香豆素分子结合到同一乙酸第五位的衍生物，并通过与乙酸若氏五烷反应构建了立方八面体MOP。通过NMR和动态光散射测量来鉴定结构。光照射后，它没有凝胶。人们认为这是由于光电产量低。接下来，通过使用接头配体的配位结合并凝胶来积累该拖把，然后通过光照射结扎香豆素。结果，即使去除接头配体后，凝胶状态也得到了维持。这表明通过香豆素连接合成了共价复杂的软材料。将来，将进行详细的分析。