Kaho Maeda, Liu Hong, Taishi Nishihara, Yusuke Nakanishi, Yuhei Miyauchi, Ryo Kitaura, Naoki Ousaka, Eiji Yashima, Hideto Ito,* and Kenichiro Itami*
J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 11001–11008. DOI: 10.1021/jacs.6b05582
有機ナノチューブは有機分子を基本骨格として筒状に組み合わせることでつくられる新しいタイプの有機ナノ材料であり、近年大変注目されています。基本骨格の設計次第で半導体特性、導電性、分子認識、包接能といった機能を付与することができるため、機能性材料としての応用が期待されています。特にカーボンナノチューブの様にチューブ全体が強固な共有結合でつながっている「共有結合性有機ナノチューブ」は、機械的強度や安定性の増加、光学物性、導電性などの向上が期待できるため魅力的です。しかし、これまで共有結合性有機ナノチューブを簡便に合成する手法が存在しませんでした。
今回我々は、アセチレン骨格を含みかつ自発的にらせんを形成することができる高分子を綿密に設計・合成し、らせん形成した高分子に光を照射するだけで一挙に架橋共有結合を構築して共有結合性有機ナノチューブをつくることに成功しました。「helix-to-tube法」と名付けられた新手法はらせん高分子の合成と光架橋反応というわずか２段階の工程からなり、簡便に共有結合性有機ノチューブを得ることができます。今後本手法を用いた様々な骨格・機能をもつ有機ナノチューブ群の創製が可能となり、分子認識材料や導電性材料などへの応用が期待できます。詳しくはプレスリリース、Chem-Station Spotlight Researchなどをご覧ください。
[伊藤あとがき]
大学教員として初めて受け持った４年生の前田果歩さん（2013年4月）と一緒に立ち上げたテーマです。当時、高分子科学や構造有機化学など全く知らない中で「アルキンからナノチューブをつくりたい！」との思いだけで開始しました。今思えば無茶なテーマ、今の自分だったらやろうと思わないかも。初期の設計は全く理にかなっておらず、前田さんの９月の院試あけくらいから色々論文を探るうちに八島先生のらせん高分子のキラル側鎖などに出会い、poly(m-phenylenediethnylene)骨格でやってみた、とう感じです。決して実用的で何かに使えると言えるものではないですが、コンセプトが大事。色々な共同研究者に出会い、自分自身が最も成長させられた研究でした。こんなチャレンジングな研究を当時許可してくれた伊丹さん、ほぼ99%の実験・測定を一人でやってくれた前田さん、共同研究者に感謝。３年かかりましたが、大学教員として初めての責任著者論文を出すことができ、JACSカバーピクチャーも採択、新聞や様々なwebサイトでのハイライト、初めての国際学会招待講演などもいただけ、とても思い入れがあります。この研究を通して研究者として大きく成長できたと感じています。分野に捉われず、またこの様なチャレンジングな研究にトライしたいものです（学生は大変）。2025年11月9日
[press release(JP)][press release(EN)]
Selected as the cover art in J. Am. Chem. Soc. 2016, vol.138, issue 38
Highlighted in JACS SPOTLIGHTS (J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 10717. DOI: 10.1021/jacs.6b08657)
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