課題番号 ：S-16-NM-0037
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：水素結合により構造制御されたループ状π共役高分子の合成戦略構築と光•電子機能開拓
Program Title (English) ：Synthesis of Folding Oligothiophenes with Horizontal Hydrogen-Bond Network
利用者名（日本語） ：望月　ちひろ
Username (English) ：Mochizuki Chihiro
所属名（日本語） ：山梨大学大学院医学工学総合教育部人間環境医工学専攻
Affiliation (English) ：Interdisciplinary Graduate School of Medicine and Engineering, University of Yamanashi

１．概要（Summary）
らせん構造は自然界においてタンパク質のα-ヘリックスやDNAの二重らせん構造などに見られ, 生命体にとって 必要不可欠な機能を発現する. この魅力的ならせん構造 は多くの科学者らによって研究され, 様々ならせん高分 子の開発が行われてきた. しかしながら, 導電性ポリマー を用いて, らせん状にフォールドする二次構造を構築した報告は未だない. これは, 量子化学計算により, 可視—近赤外領域での吸収, 高発光性などの光学特性や高い導電性を発現することが示唆されている. 本研修では, らせん状導電性ポリマーの構築と機能開発を目指し, モノマーの合成法の確立とモデル化合物である 2 量体の合成を試みた.
２．実験（Experimental）
【利用した主な装置】
 NMR装置
 グローブボックス
実際に受けた支援
使用にあたって装置の使用トレーニングを受けた. また, トラブルが生じた際には丁寧に対応してもらい, 技術相談も行った.

【実験方法】
NMR測定（1H NMR, 多核）
グローブボックス内でのニッケル錯体を用いた合成反応の調製.
３．結果と考察 （Results and Discussion）
本研修では, らせん状導電性ポリマーの骨格としてπ− 共役ポリマーであるポリチオフェンに着目し, そのモノマーユニットの設計および合成を行った. 熱力学的に不安
定なシス配座をもつポリチオフェンを構築するため, プロトンアクセプターとドナー部位を有するイミダゾールを縮環したチオフェンモノマーを設計した(Fig. 1). 設計したモノマ ーは, 市販の原料から 5 段階の反応により合成した. 得ら れた化合物の構造は, 種々の NMR スペクトルの測定によ り同定した.また, 得られたモノマーは X 線結晶構造解析により, イミダゾール部位の分子間水素結合により一次元 的に配列したパッキング構造を形成することを見出した. これは, ポリマーが分子間水素結合によりらせん状にフォールドする可能性を示唆する結果である. さらに, 修飾・ 保護したモノマーおよびニッケル錯体を用いて 2 量体の合成を試みたところ, 質量分析により保護基をもつ 2 量体に相当する化合物の生成を確認した.

Fig. 1 H-bond network of imidazole ring of thiophene derivative.
４．その他・特記事項（Others）
なし.
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
〇K. Nagura, C. Mochizuki, M. Takeuchi 「Development of π-Conjugated Foldamers Consisting of Fused-Thiophene Unit」日本化学会第97回春季年会 (2017年3月, 慶應義塾大学)
６．関連特許（Patent）
なし.