1: 2015/06/25(木) 07:33:00.07 ID:???.net
合成高分子でナノの七宝文様ができた―高分子で創る「かたち」が生化学、幾何学にもインパクト― | 東工大ニュース | 東京工業大学
http://www.titech.ac.jp/news/2015/031563.html

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http://www.titech.ac.jp/news/img/n000880_tezuka_fig1.jpg
図1.五環4重縮合トポロジーの七宝文様高分子(赤で表示)と関連する多環状多重縮合構造高分子の「かたち」(なお、当研究室でこれまでに合成された高分子を緑で表示している)
http://www.titech.ac.jp/news/img/n000880_tezuka_fig2.jpg
図2.ESA-CF法によって得られる単環状および双環状高分子前駆体を用いたクリック法およびクリップ法による七宝文様高分子の合成経路

(前略)

研究の背景と経緯

やわらかな「ひも」状の高分子セグメントで組み立てられる「かたち」には限りない設計の自由度がある。このため、高分子の「かたち(トポロジー)」に基づく高分子材料設計指針の確立はサイエンスとしての意義だけでなく、革新的な産業基盤技術を創出する途を拓くものと期待される。

とりわけ、直鎖状、分岐状、さらに多環状構造高分子を精密かつ自在に設計する合成プロセスに基礎を置いた、高分子の「かたち」に基づくブレークスルー物性・機能の創出は高分子材料化学・工学を超えて、ナノテクノロジーによる新材料創製を推進する基礎技術としても期待されている。

同研究グループはこれまで、多種・多様な単環状・多環状トポロジー高分子を効率的に合成する反応プロセスの開発を進めてきた(図1)。その結果、独自に分子設計した末端官能性高分子前駆体(テレケリクス[用語5])による高分子間静電相互作用を駆動力とする自己組織化と、さらに選択的共有結合変換を統合した画期的方法(ESA-CF法:Electrostatic Self-Assembly and Covalent Fixation)を確立した。

さらにこのESA-CF法と新しい有機合成化学手法(クリック法やクリップ法など)を組み合わせ、新奇トポロジー高分子を自在に提供するブレークスループロセスの開発を進めてきた。

今回、高分子の「かたち」を究める途の里程標としてきわめて挑戦的な、五環4重縮合トポロジーの七宝文様高分子の合成に挑戦した。七宝文様(図1)は古来わが国の意匠デザインとして家紋などに用いられてきただけでなく、トポロジー幾何学でもD4グラフとして知られている。

また、最近ユニークな生理活性を示す多重折りたたみ環状オリゴペプチド(cyclotide)の構造との関連でも注目されている。したがって、ナノスケールでの七宝文様(図1)の構築は、高分子合成化学領域だけでなく生化学からトポロジー幾何学にまで広くインパクトを与えるものと期待される。

詳細・続きはソースで 

 
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引用元: 【高分子化学】五環4重縮合トポロジー(七宝文様)高分子の合成に成功 生化学、幾何学にもインパクト 東工大

2: 2015/06/25(木) 07:33:20.47 ID:???.net
研究成果

今回の研究では、まずクリック法およびクリップ法に必要な官能基(アルキン基、アジド基およびオレフィン基)を有する単環状および双環状高分子前駆体をESA-CF法を用いて合成した(図2)。
次いで、アジド基とオレフィン基を一つずつ有する単環状高分子と、アルキン基を二つ有する双環状高分子のクリック反応を銅触媒の存在下で行い、両端にオレフィン基を有する四環スピロ型高分子
(図2)を合成した。

さらにこの四環高分子前駆体を用い、ルテニウム触媒存在下、希釈条件でクリップ反応(分子内オレフィンメタセシス)を行い、五環4重縮合トポロジー構造(七宝文様)高分子の選択的構築に
成功した。反応の進行と合成の確認は、化学構造(1H NMR)、分子量(SEC)、末端官能基(IR)および絶対分子量(MALDI-TOF MS)の測定により行った。


今後の展開・波及効果

ESA-CF法、クリック法およびクリップ法を組み合わせることで、環状ポリペプチドの折りたたみをモデルとする多環縮合型構造の選択的構築が可能となることを示した。この手法はさらに複雑な構造の
高分子や複数セグメントから成るブロック共重合体の合成にも応用可能であり、「かたち」に基づいた新物性高分子の創出につながると期待される。

さらに、基礎数学(トポロジー幾何学)と高分子化学を融合する新たな基礎研究領域としての「高分子トポロジー化学」体系の構築に向け一歩を踏み出すことができた。こうした基礎研究領域の
創出は世界に発信する重要な学術的貢献となるだけでなく、革新的な産業基盤技術を創出する途を拓くものと期待される。

とりわけ高分子材料科学・工学への直接的なインパクトとして、高分子の「かたち」ライブラリーの構築によって高分子材料設計の基礎となる種々の分析・計測・シミュレーションに不可欠な
「標準試料」の提供が実現する。これにより、直鎖状および分岐状高分子とは基本的に異なる環状および複環状構造を含む「かたち」からはじめる高分子設計の自由度を大きく拡大できよう。

4: 2015/06/25(木) 08:10:26.31 ID:Tx9tsQwt.net
形、幾何学にこだわるなんて、あんまり意味がないような気もする。
有名な毒素で、トンでもない形をしているのも多い。
いや、あれは引き伸ばして見せてくれるのであって、
現実では丸まっているのかもしれない。

12: 2015/06/25(木) 10:47:34.89 ID:9SM/yi4x.net
>>4
タンパク質なんかでは立体配置が重要だし、
カゴ状化合物による封じ込めとか保護とかも色々研究されてるネタだろ

8: 2015/06/25(木) 08:34:47.93 ID:snS5w3MF.net
絵に描いたようなクソ研究。
大衆にコビを売るんじゃねえ。
だいたいにおいて、「五環4重縮合」とかいう意味不明の用語を無定義で使うな。
四重結合かと思ったじゃねえかバカ

11: 2015/06/25(木) 09:29:36.44 ID:VPX8rNwp.net
>>8
それはまともに読めないお前のほうがバカだろ

15: 2015/06/25(木) 12:16:22.20 ID:+E3kI21G.net
のちのトランス脂肪酸である

19: 2015/06/25(木) 14:52:36.34 ID:0XfvyqoS.net
インドの毬という玩具を思い出した。
こんなやつ
http://www1.ttcn.ne.jp/~a-nishi/india_ball/india_ball.html

21: 2015/06/25(木) 15:00:53.45 ID:0XfvyqoS.net

22: 2015/06/25(木) 18:25:09.17 ID:Rn7nUvyq.net
>>21
すっげえww
なんか感動すら覚える

23: 2015/06/25(木) 18:48:44.24 ID:hntvmVfe.net
日本の人口減少で研究者減少して衰退していくだろうな

24: 2015/06/25(木) 19:27:43.22 ID:ZjZ6Pv9E.net
幾何学的トポロジーというのがあるぐらいだから
幾何とトポロジーは別物だろうな

25: 2015/06/25(木) 21:12:09.46 ID:c7ciX+wj.net
大きく言えば、図形を調べるのが幾何学だが
geometryにmetryとあるように、長さや大きさを測る意識がある
対して、長さなど計量によらない性質を調べるのがtopology