高濃度超分子高分子製造のための効果的なアプローチ

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(a)不溶性結晶性多型状態は高濃度で超分子重合を抑制する。 (b)凝固過程でコフォーマー分子とモノマーの混合は結晶性多型状態の構造的順序を悪化させ、溶解度の高い共凝集状態を形成する。 作者:磯部敦(Atsushi Isobe) / 日本千葉大学

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(a)不溶性結晶性多型状態は高濃度で超分子重合を抑制する。 (b)凝固過程でコフォーマー分子とモノマーの混合は結晶性多型状態の構造的順序を悪化させ、溶解度の高い共凝集状態を形成する。 作者:磯部敦(Atsushi Isobe) / 日本千葉大学

超分子ポリマー(SP)は、非共有結合の小分子からなる分子アセンブリです。 これは、非生分解性共有結合ポリマーとは異なる、モノマー結合の動的特性のために高いリサイクル性を示す。

モノマーと呼ばれるSPを形成する小さな反復単位は、生成されたSPの安定性を向上させるために複数の非共有結合を構成するように特別に設計されています。 これらのモノマーは、モノマー濃度、溶媒構成、および温度に応じて様々な分子アレイを形成することによって、構造的に別々のアセンブリから構成することができる。 単一分子から多様な自己集合構造が形成されることを多型性といいます。

しかしながら、多型は、潜在的に結晶性多型状態を形成することによって分子の溶解度を低下させる。 この問題は、薬物分子の溶解度が薬物分子の機能に影響を及ぼす医薬品などの様々な化学産業において広く見られている。

この問題を克服するために、「コフォーマー」分子を使用することが製薬業界におけるアプローチの一つとして知られている。 コフォーマー分子は、親分子との共凝集によって結晶性多型状態の形成を阻害し、薬物分子の溶解度を向上させることができる。

このアプローチにインスパイアされ、千葉大学高等学術研究所の八幡敷教授が率いる日本の研究チームは最近、新しい超分子コフォーマーアプローチを探求しました。 ヤガイ博士は、次のように述べています。

彼らの論文、 公開済み ~へ Angewandte Chemie インターナショナルエディション 2023年9月22日に作成されたこの本は、千葉大学理工学大学院の磯部敦と東京工科大学開放施設センターの柏谷貴志博士が共同執筆しました。

研究チームは、化合物1で表されるバルビツール酸多水素結合単位で官能化されたπ共役モノマーから形成されたSPを調査しました。 この超分子モノマーはSPの製造過程で結晶性多型状態を形成し、難溶性であった。

したがって、研究者らは、親化合物1のわずかに修飾された分子構造を有する化合物2を超分子共形体として新たに設計した。 化合物2は、分子修飾が親化合物1で観察された結晶性多型状態の形成を効果的に防止したため、可溶性が高かった。 両方の化合物を混合すると、研究者は親モノマー1の可溶性に影響を与えずに大幅に改善された溶解度を示しました。 SPを形成します。

したがって、この超分子共形体の使用は結晶性に関する問題を克服するのに役立ち、高濃度でSPを準備することができました。 さらに、モノマー結合の可逆的特性を利用して、コフォーマー分子を生成されたSPから分離することができる。

ヤガイ博士は、この発見の重要性を強調しながら「コフォーマーを使用すると、SPの大規模生産が促進され、機能性評価につながる可能性があります.結合の可逆性から生じるリサイクル可能性を高め、より低いエネルギー消費でリサイクルすることができます。

長期的には、持続可能な将来のための改良されたリサイクルプラスチック開発の道を開くことができます。

追加情報:
Atsushi Isobeのほか、高濃度超分子重合のためのコフォーマーアプローチ、 Angewandte Chemie インターナショナルエディション (2023). DOI: 10.1002/anie.202312516

ジャーナル情報:
Angewandte Chemie インターナショナルエディション


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Omori Yoshiaki

ミュージックホリック。フードエバンジェリスト。学生。認定エクスプローラー。受賞歴のあるウェブエキスパート。」

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