超分子ポリマーは、モノマー同士が可逆的な二次的相互作用によって結びついて形成され、自己修復能や刺激応答能をはじめとする独特の機能を潜在的にもつ優れた物質群である。本研究では、ヤヌス型分子接合素子による多成分系超分子ポリマー作製を行う。ヤヌス型分子接合素子とは表裏二面で異なる分子を捕捉し、これらを貼り付ける様に会合体を形成する分子認識分子である。環状ピリジルパラジウム(II)三核錯体に各種官能基を導入することでヤヌス型分子接合素子を調製し、これを用いて異なるサイズ・形状のゲストを交互に認識した多成分系超分子ポリマーの構築を試みる。申請者は以前に、カチオン性ゲスト共存下で超分子ポリマーを形成する分子認識分子である、スピロボラート型分子接合素子を開発している。今回これを応用し、多様な機能性低分子を化学修飾することなくポリマー鎖中に固定化したトポロジカルポリマー、すなわち「ピーポッドポリマー」を作製する。これを発展させ、ポリマー鎖中に連続的に空孔を内包した「中空ピーポッドポリマー」の作製も検討する。貯蔵・捕集材料など、広範囲の機能材料開発に対する新たな方法論の確立が期待される。基板およびナノ粒子などのバルク材料の物性は、その表面の環境に大きく依存することから、表面環境の自在制御は新規機能開拓において非常に重要なアプローチとなる。この観点から本課題では、分子接合素子による表面修飾法を確立する。分子接合素子とは、任意の機能性ゲスト分子を連続認識し、超分子ポリマーを構築しうる分子認識分子である。これを応用し、金属基板、グラファイト基板および金属ナノ粒子表面へ様々な機能をもつ超分子ポリマー鎖を固定化し、分子接合素子による表面修飾法の確立・一般化を目指す。従来法では合成困難とされてきた、かさ高いジホスフィン誘導体の簡便合成法を、新しいビルディングブロックを利用することによって達成した。簡便作製法を提案するとともに、この方法による材料作製の具体例を提示する。ゲストとして取り込んだメタロ超分子ポリマーの簡便作製および機能評価について検討する。得られた高分子は、一般的な高分子材料と同様の加工・成形が可能で、かつ取り込んだ金属鎖体の機能を充分に発揮させうるものとなり、また金属錯体の一次元連鎖に基づく新たな物性開拓の可能性も期待される。本課題は以下の3つのステージから構成される。1)分子接合素子の設計・合成2)分子接合素子と適切なゲスト分子による超分子ポリマーの作製と構造評価3)得られた超分子ポリマーの機能・物性評価これらは段階的に進行していくが、当然のことながら構造情報ならびに機能・物性に関する情報を基に、新たな超分子ポリマーの作製を行う必要があることから、本課題ではこれらのステージを繰り返しつつ、トライアルアンドエラーにより有用化合物への道筋を拓いていくものである。領域では近年、重合過程を共有結合形成ではなく自己組織化に置き換えた「超分子ポリマー」の創製研究が盛んに行われている。簡便作製法を提案するとともに、この方法による材料作製の具体例を提示する。分子接合素子とはゲスト分子を二面で同時認識し、一次元連鎖構造を構築する機能を有する分子認識分子である。ゲストとして取り込んだメタロ超分子ポリマーの簡便作製および機能評価について検討する。得られた高分子は、一般的な高分子材料と同様の加工・成形が可能で、かつ取り込んだ金属鎖体の機能を充分に発揮させうるものとなり、また金属錯体の一次元連鎖に基づく新たな物性開拓の可能性も期待される。幾つかの遷移金属触媒反応において、立体的に極度に混み合ったホスフィン配位子がある種の反応において極めて有効であることが示唆されている。この様なホスフィン類はその立体障害ゆえに合成が困難であり、これらを用いた反応の実施には至っていないのが実情である。本申請課題では従来法では合成困難とされるホスフィン類の簡便合成法を開発し、これらを利用した新規触媒系を構築する。従来法では比較的合成が困難とされてきた広範囲の医薬品前駆体合成について本触媒系を適用し、種々条件を検討することでその高効率的実施をめざす。(4年次配当、8単位)教育の理念(なぜやっているか:教育目標):現代社会の物質社会における有機化学の重要性は言を俟たず、他の多くの分野と同様、化学を専門とする諸学生にとっても修めておかなければならない必須の学問分野である。当学科は「機能分子化学」を冠するとおり、様々な構造の「分子」が織りなす多彩な現象・機能に着目し、これらを基礎から応用に至る様々なステージで研究する教育・研究組織であるが、有機化学の神髄はまさしく「分子」の自在構築とその物性・機能の理解および開拓である。この点を鑑み、教育にあたるものである。教育の方法(どのようにやっているか:教育の工夫):教育の方法(どのようにやっているか:教育の工夫)講義は基本的に教科書に沿った内容について、板書を中心に行っている。これは、有機化学に限らず、学修の基本の一つは「書いて覚える」ことであることを重視しているためであり、事柄の定義や物質名、様々な有機化合物の構造式を自らの手で書き取らせることで、目と耳と手という、多方向からの情報入力により強固な記憶の形成を促すことを目論むものである。授業冒頭に10分程度の小テストを課し、学生自身が演習によって自らの理解度を確認できる様にしている。小テストでは基本的に前回講義の内容から出題しており、またその旨を前回講義の際に予告しているため、学生にとっては小テストの準備が前回講義の復習を兼ねることになる。単元毎に教科書に掲載されている演習問題の関連部分についても指定しておくことで、より多くの演習問題に取り組みたいと考える学生に対応している。実験実習科目では、基本的に実験操作の事前説明をその意義とともに丁寧に行い、また実験実施中はラーニング・アシスタントと共同して学生の様子を注意深く見守る様にしている。これは、化学実験が誤った操作により大事故につながる危険を常にはらむという点を考慮したものであり、特に序盤は学生の自主性・主体性よりも安全確保を優先した指導を行っている。教育方法の評価・学習の成果(どうだったか:結果と評価):授業評価アンケートにおける全体的な満足度は比較的良好ではあるが、比較的多くの学生が、授業の難易度が高いと感じていることや、実際に単位修得者の比率が低いことから、満足度と学生の理解度には少なからず乖離があるものと思われる。改善点・今後の目標(これからどうするか):講義では、学生の問題演習時間のさらなる確保が課題となっている。授業内容の構成を工夫することで、バランスの取れた構成を模索したいと考える。それにより、学生の理解度の向上を目指す。