選択的溶媒アニーリングによる薄膜状ペプチド模倣ポリ(n-アルキルイソシアネート) の可逆的コンホメーション駆動秩序―秩序転移

Reversible conformation-driven order–order transition of peptide-mimic poly(n-alkyl isocyanate) in thin films via selective solvent-annealing

2012年10月26日 NPG Asia Materials 4, e10 (2012) doi:10.1038/am.2012.54


ペプチド模倣ポリマー群(直鎖アルキル側基を持つポリイソシアネート)は、硬いらせん状の主鎖を持つことで知られている。この構造的特徴は、キラル認識、光学スイッチ、液晶、分解性材料の開発に向けて注目を集めてきた。しかしながら、ポリマー鎖がとる正確なコンホメーションや、固体状態でポリマー鎖がどのように充填されているのかは、まだ明らかになっていない。このたび、韓国のMoonhor ReeおよびJae-Suk Leeをはじめとする研究チームは、詳細な特性評価を通して、薄膜状のポリマー「ポリ(n-ヘキシルイソシアネート)」が2つの秩序構造を形成することを確認した。これら2つの構造は、異なる溶媒蒸気でアニーリングすることによって、互いに可逆的に変換する。例えば、二硫化炭素の存在下では、らせん鎖が自己集合して六方最密充填構造が形成されるのに対し、トルエンを用いた場合は、βシートコンホメーションのポリマー鎖からなる交互ラメラ構造が形成されるのだ。こうした興味深い変換は、ポリマーの主鎖と側鎖とで溶媒分子との親和性が異なることに起因している。

Yecheol Rho, Joonkeun Min, Jinhwan Yoon, Byungcheol Ahn, Sungmin Jung, Kyungtae Kim, Priyank N Shah, Jae-Suk Lee & Moonhor Ree

Peptide mimics: Conformation conversions and phase transitions
A family of peptide-mimic polymers — polyisocyanates with linear alkyl side groups — are known to have a stiff helical backbone. These structural features have garnered attention for the development of chiral recognition, optical switches, liquid crystals or degradable materials. Yet the exact conformation the chains adopt, and how they pack in the solid state, remains unclear. Through detailed characterization, Moonhor Ree, Jae-Suk Lee and co-workers in Korea have now confirmed that, in a thin film, the polymer ‘poly(n-hexyl isocyanate)’ forms one of two different, well-ordered structures. The two morphologies were obtained, and reversibly converted into each other, by annealing under different solvent vapours. In the presence of carbon disulfide, helical chains self-assembled into a hexagonal close packing structure, whereas the use of toluene yielded a multi-bilayer lamellar structure consisting of polymer chains in β-sheet conformation. This intriguing transformation arises from the solvent molecules' different affinities with the backbone and side groups of the polymer chain.


NPG Asia Materials ISSN 1884-4049(Print) ISSN 1884-4057(Online)