Research Abstract

特異的な分子認識によって配列制御される超分子三元共重合

Sequence-controlled supramolecular terpolymerization directed by specific molecular recognitions

2017年9月21日 Nature Communications 8 : 634 doi: 10.1038/s41467-017-00683-5 (2017)
特異的な分子認識によって配列制御される超分子三元共重合
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自然界では、生体高分子の単量体の一次配列が精密に制御される。一方、合成高分子については、従来の高分子合成の重合技術が不十分であるため配列の精密さに限りがある。したがって、高分子主鎖の一次単量体配列を設計することが、高分子科学の大きな課題となっている。今回我々は、それぞれ分子内でマッチングしない(包接体を形成しない)ホスト部とゲスト部を有する3種類の単量体分子が自己選別挙動を経て配列制御される超分子三元共重合法を開発したことを報告する。ビスカリックス [5]アレーン-C60、ビスポルフィリン-トリニトロフルオレノン(TNF)、ハミルトン型ビス (アセトアミドピリジニル)イソフタルアミド-バルビツレートという3種の相補的水素結合ホスト-ゲスト複合体を、各単量体にホスト部とゲスト部を分けて組み込むことで、3種のヘテロダイトピック単量体を得た。次に、これらの単量体を混ぜると、配列制御されたABC型超分子三元共重合体が生成した。得られた超分子三元共重合体が高分子の性質を持つことを、溶液状態と固体状態において確認した。我々の合成方法は、目的に合った配列の高機能ポリマーの構築に向けて道を開く可能性がある。

Takehiro Hirao, Hiroaki Kudo, Tomoko Amimoto and Takeharu Haino

Corresponding Author

灰野 岳晴
広島大学大学院 理学研究科 化学専攻

Nature precisely manipulates primary monomer sequences in biopolymers. In synthetic polymer sequences, this precision has been limited because of the lack of polymerization techniques for conventional polymer synthesis. Engineering the primary monomer sequence of a polymer main chain represents a considerable challenge in polymer science. Here, we report the development of sequence-controlled supramolecular terpolymerization via a self-sorting behavior among three sets of monomers possessing mismatched host–guest pairs. Complementary biscalix[5]arene-C60, bisporphyrin-trinitrofluorenone (TNF), and Hamilton’s bis(acetamidopyridinyl)isophthalamide-barbiturate hydrogen-bonding host–guest complexes are separately incorporated into heteroditopic monomers that then generate an ABC sequence-controlled supramolecular terpolymer. The polymeric nature of the supramolecular terpolymer is confirmed in both solution and solid states. Our synthetic methodology may pave an avenue for constructing polymers with tailored sequences that are associated with advanced functions.

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