生体内では、人智の及ばない精緻なシステムを構築することで、核酸やタンパク質など、極めて複雑な巨大分子が精密かつ高収率で作られています。精巧な化学反応を実現する鍵となるのが、酵素がもつ精密設計された空間です。自然界の酵素モデルに学び、それらを凌駕する「デザイン性空間」を立ち上げることができれば、望みの物質創製が可能になるはずです。私たちは2005年に、MOFのナノ空間内で高分子が合成できることを世界で初めて実証しました。COFや有機ケージなども含め、様々な分子性ナノ空間の特徴を活かすことで、これまでの常識を覆す高機能性高分子材料の創製や革新的な重合制御法の開発にも成功しました。本手法は、生体高分子、無機ナノ材料、ナノカーボンといった多くの物質系に普遍的に適用できるため、多岐に渡る分野に新しい学問の潮流を生み出し、産業界にも大きなインパクトを与えることが期待されます。
分子性ナノ空間が高分子の精密合成を可能にする
[代表的な研究成果]
Radical polymerisation of styrene in porous coordination polymersChem. Commun. 2005, 5968–5970.
Functionalization of Coordination Nanochannels for Controlling Tacticity in Radical Vinyl Polymerization
J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4917-4924.
Radical Polymerization of Vinyl Monomers in Porous Organic Cages
Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 6443-6447.
Sequence-regulated copolymerization based on periodic covalent positioning of monomers along one-dimensional nanochannels
Nat. Commun. 2018, 9, 329.
Transcription of Chirality from Metal-Organic Framework to Polythiophene
J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 19565-19569.
Scalable and Precise Synthesis of Armchair-Edge Graphene Nanoribbon in Metal–Organic Framework
J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 5509-5514.
Fabrication of Double-Stranded Vinyl Polymers Mediated by Coordination Nanochannels
J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 2448-2454.
Synthesis of polyacene mediated by using a metal–organic framework
Nat. Synth. 2023, 2, 848-854.