力学刺激に対するトポロジカル応答性を基盤とする新規メカノクロミック材料の創成

基于对机械刺激的拓扑响应性创建新型力致变色材料

基本信息

批准号：
16J03566
负责人：
正井宏
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Tokyo
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 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J03566/
关键词：
超分子ロタキサン超分子化学ポリロタキサン

项目摘要

本研究の目的は、ロタキサンのトポロジカル構造変化を駆使して、力学刺激に対する物性変化を出力可能なセンサ材料を創成することである。本年度は比較的小さなストッパーユニットを軸中に導入することで、応力に対して段階的に作用するラチェットストッパーとしての可能性を開拓した。昨年度に偶然得られた知見に基づき、ベンゼン誘導体を両端に導入したポリエチレングリコール鎖を合成し、この軸に対するαシクロデキストリンのポリロタキサン形成過程を追跡した。この検討を元に、貫通現象における軸の立体的なサイズと活性化エネルギーに関する知見を得ることによって、環状分子のシャトリングにおいて立体的に影響を与えうる軸分子骨格を明らかにすることが期待される。ジメチレンアミン-p-キシレンを両端に導入したポリエチレングリコール鎖に対して、先程と同様に包接及び末端封鎖を行うことでポリロタキサンを合成したところ、その包接率は1-2%と算出され、特異的に働く位置ではわずかな立体が包接率に影響することが示された。反応の収率や精製純度などの点で、未だ問題は多いものの、低包接なポリロタキサンを容易に合成する設計指針を与えるとともに、低包接率に基づく環動ゲルの優れた力学特性の発現が期待される。実際、得られたポリロタキサンは、従来の包接率を有するポリロタキサンに対して両溶媒であったジメチルスルホキシドに対する溶解性が極めて低い。これは分子全体に対する環の割合が低いことで、軸の性質が強く表れたためであり、本材料はこれまでとは異なる物性や材料特性の発現が期待される。

这项研究的目的是利用轮烷的拓扑结构变化来创建一种传感器材料，该材料可以响应机械刺激而输出物理特性的变化。今年，通过在轴中引入相对较小的止动装置，我们开发了将其用作分阶段作用于应力的棘轮止动件的可能性。基于去年偶然获得的知识，我们合成了两端引入苯衍生物的聚乙二醇链，并围绕该轴追踪了α-环糊精的聚轮烷形成过程。基于这项研究，预计通过获得有关穿透现象中轴的空间尺寸和活化能的知识，我们将能够阐明可以空间影响环状分子穿梭的轴分子骨架。按照与之前相同的方法，通过在聚乙二醇链的两端引入二亚甲基胺-对二甲苯进行包合和封端来合成聚轮烷，计算出包合率为1-2%。对特定位置的包含率有轻微的空间影响。尽管在反应产率和纯化纯度方面仍存在许多问题，但我们提供了轻松合成低包合率聚轮烷的设计指南，并有望开发基于低包合率的优异机械性能的环移动凝胶。事实上，所得聚轮烷在二甲基亚砜中的溶解度极低，而二甲基亚砜是具有包接率的常规聚轮烷的溶剂。这是因为环与整个分子的比例较低，并且轴的性质被强烈表达，并且这种材料有望表现出与过去不同的物理性质和材料特性。

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）

連結型ロタキサンに基づく機能性被覆型分子ワイヤ

基于连接轮烷的功能性涂层分子线

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
正井宏
通讯作者：
正井宏

Kinetic Stabilization of a Ni(II) Bis(dithiobenzoate)-type Complex Achieved Using Three-dimensional Insulation by a [1]Rotaxane Structure

[1]Rotaxane 结构利用三维绝缘实现 Ni(II) 双（二硫代苯甲酸酯）型配合物的动力学稳定性

DOI：
10.1039/c8cc00351c
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takuro Hosomi; Ryosuke Harada; Hiroshi Masai; Tetsuaki Fujihara; Yasushi Tsuji; Jun Terao
通讯作者：
Jun Terao

被覆型共役メタロワイヤを用いた燐光ガスセンサ材料の開発

使用涂层共轭金属线开发磷光气体传感器材料