[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

高分子を”見る” その2

 

(画像は冒頭論文[2]より)

[1] Schappacher, M.; Def?eux, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 5930. doi:10.1002/anie.200900704
[2] Def?eux, A.; Schappacher, M.; Hirao, A.; Watanabe, T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5670. doi:10.1021/ja800881k

 

前回は環状高分子のAFM観察を取り上げましたが、今回はノット型、カテナン型、そして分岐状の高分子をAFM観察した論文を紹介します。

鎖状高分子をねじれた状態で環化させると、結び目の形になった、ノット型高分子が得られます。実際には分子内で反発が起こるため、鎖状高分子がねじれた状態で環化する可能性は非常に低く、生成物中にノット型高分子はほとんど存在しないはずです。

しかし、Deffieuxらは大量の環状高分子を入念に観察し、そこからノット型高分子を見つけ出してAFM観察を行っています。結び目は、右巻きと左巻きが考えられるのですが、どちらも観察されています。

 

polymAFM5.jpg

(画像は[1]より)

 

そして、環状高分子が知恵の輪や鎖のように繋がった、カテナン型高分子も報告されています。分子間反発が存在するために、カテナン型高分子生成の確立はノット型高分子よりもずっと低いものと考えられますが、しっかりと環が繋がっている様子が撮影されています。
気の遠くなるような、地道な作業だったんだろうなあ…と思わずにはいられません。この写真を撮るために何時間ディスプレイを眺め続けたのでしょうか…。

 

polymAFM6.jpg

(画像は[1]より)

 

さらに、分岐状高分子のAFM観察もDeffieuxらにより報告されています。分岐状高分子は東京工業大学の平尾らが合成したもので、アニオン重合を用いてどんどん分岐を作り上げていき、最終的には分子量1430万、末端の数が7600という、とんでもないサイズの分岐状高分子を合成しています。
これだけ分岐があり分子量が大きいのですが、(分取を行ってはいますが)分子量分布は1.08と小さく、分岐構造が精密に制御されていることが分かります。ここまでくるともう職人芸の世界ですね。

 

合成が職人芸なら、AFM観察も職人芸です。この分岐状高分子を観察して、下のような写真が撮影されています。今回合成された分岐状高分子は4つの部分に分かれることが分かりますが、確かにAFM写真でも4つの部分に分かれている様子が見て取れます。

 

polymAFM7.jpg

(画像は[2]のGraphycal Abstractより)

 

平尾先生の講演会でこの分岐状高分子の合成についての話を伺ったので補足を少し。初め、末端の分子密度が高いために、ボール状の高分子になるのではないか、ということで合成したそうです。しかし、実際に観察してみると自分の重さで潰れてしまったために、写真にあるように4つの部分に分かれている様子のみが観察されたようです。この場合、高分子自身の重さだけでなく、基板との相互作用なども高分子の形態に大きな影響を与えるようです。

グラフトにより主鎖を太くしたり、分子を大きくすることでAFM観察を行う方法を取り上げましたが、高分子に電荷を持たせたり、蛍光部位を導入したりすることでも高分子の観察が可能になります。

最近は合成技術の進歩もあり、高分子の化学構造だけではなく、分子鎖全体の構造にも興味が持たれるようになってきており、なによりの合成の証明になるので、高分子を”見る”技術が重要になってきています。

一方で、顕微鏡のイメージング技術も高まってきており、近年は、TEMで低分子1つを直接観察したという報告もなされています[3]。

高分子に限らず、様々な分子を”見る”ことができるようになれば、研究だけでなく教育や一般の方への情報発信にも有用になるのでは、と思います。

 

関連文献

  1. Schappacher, M.; Def?eux, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 5930. doi:10.1002/anie.200900704
  2. Def?eux, A.; Schappacher, M.; Hirao, A.; Watanabe, T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5670. doi:10.1021/ja800881k
  3. Nakamura, E.; Koshino, M.; Tanaka, T.; Niimi, Y.; Harano, K.; Nakamura, Y.; Isobe, H.  J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7808. doi:10.1021/ja8022708
The following two tabs change content below.
suiga
高分子合成と高分子合成の話題を中心にご紹介します。基礎研究・応用研究・商品開発それぞれの面白さをお伝えしていきたいです。

関連記事

  1. 生物の仕組みに倣う:背景と光に応じて色が変わる顔料の開発
  2. アルカリ金属でメトキシアレーンを求核的にアミノ化する
  3. ハーバート・ブラウン―クロスカップリングを導いた師とその偉業
  4. どっちをつかう?:in spite ofとdespite
  5. 27万種類のビルディングブロックが購入できる!?
  6. 私が思う化学史上最大の成果-2
  7. 分子で作る惑星、その名もナノサターン!
  8. 総収率57%! 超効率的なタミフルの全合成

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 共役はなぜ起こる?
  2. 庄野酸化 Shono Oxidation
  3. 産業界のニーズをいかにして感じとるか
  4. 留学せずに英語をマスターできるかやってみた(3年目)
  5. バイオ触媒によるトリフルオロメチルシクロプロパンの不斉合成
  6. 【予告】ケムステ新コンテンツ「元素の基本と仕組み」
  7. プラスチックを簡単に分解する方法の開発
  8. ユニバーサル・フェーズセパレーター発売
  9. シンプルなα,β-不飽和カルベン種を生成するレニウム触媒系
  10. 微生物の電気でリビングラジカル重合

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

モリブデンのチカラでニトロ化合物から二級アミンをつくる

川上原料のニトロアレーンとアリールボロン酸を用いた二級アミン合成法が報告された。空気下で安定なモリブ…

化学的に覚醒剤を隠す薬物を摘発

化学変化を加えると覚醒剤に加工できる指定薬物を密輸しようとしたなどとして、東京税関成田支署と成田空港…

ニコラス-ターナー Nicholas Turner

ニコラス ターナー (Nicholas Turner, 1960年6月2日イギリス、ケント州Orpi…

博士課程に進学したあなたへ

どういった心構えで研究生活を送るべきかについて、昨年ですが面白い記事がNatureに出ていたので、紹…

【書籍】フロンティア軌道論で理解する有機化学

「軌道の見方がわかる!有機反応を一貫して軌道論に基づいて解説。新しい有機化学を切り拓く読者へ…

少量の塩基だけでアルコールとアルキンをつなぐ

カリウムtert-ブトキシドを触媒とするα-アルキルケトン合成法が報告された。遷移金属を用いず、高い…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP