Organization
Integrated Research Consortium on Chemical Sciences Lecturer
Graduate School
Graduate School of Science
Title
Lecturer
OGI Soichiro
Degree 1
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博士（工学） （ 2011.3 筑波大学 ）
Research Interests 1
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超分子化学
Research Areas 2
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Nanotechnology/Materials / Structural organic chemistry and physical organic chemistry / Supramolecular chemistry
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Life Science / Bioorganic chemistry / Supramolecular chemistry
Current Research Project and SDGs 1
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有機π電子系の精密超分子重合
Research History 6
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名古屋大学 物質科学国際研究センター 助教
2016.5
Country：Japan
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名古屋大学 物質科学国際研究センター ポスドク研究員
2016.4
Country：Japan
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ヴュルツブルク大学 日本学術振興会 海外特別研究員
2014.4 - 2016.3
Country：Japan
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ヴュルツブルク大学 ポスドク研究員
2014.1 - 2014.3
Country：Japan
-
独立行政法人 物質・材料研究機構 NIMSポスドク研究員
2011.4 - 2013.12
Country：Japan
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筑波大学大学院 数理物質科学研究科 日本学術振興会 特別研究員 (DC1)
2008.4 - 2011.3
Country：Japan
Education 2
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University of Tsukuba
- 2011.3
Country： Japan
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Kyushu University
- 2008.3
Country： Japan
Professional Memberships 2
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高分子学会
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日本化学会
Papers 19
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Biomimetic Design of a Robustly Stabilized Folded State Enabling Seed-Initiated Supramolecular Polymerization under Microfluidic Mixing Reviewed International journal
Ogi Soichiro, Takamatsu Aiko, Matsumoto Kentaro, Hasegawa Shintaro, Yamaguchi Shigehiro
ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION Vol. 62 2023.7
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Impact of Hydrophobic/Hydrophilic Balance on Aggregation Pathways, Morphologies, and Excited-State Dynamics of Amphiphilic Diketopyrrolopyrrole Dyes in Aqueous Media Reviewed International coauthorship
Fukaya Natsumi, Ogi Soichiro, Sotome Hikaru, Fujimoto Kazuhiro J., Yanai Takeshi, Baeumer Nils, Fernandez Gustavo, Miyasaka Hiroshi, Yamaguchi Shigehiro
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY Vol. 144 ( 49 ) page： 22479 - 22492 2022.12
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A Supramolecular Polymer Constituted of Antiaromatic Ni(II) Norcorroles Reviewed
Ukai Shusaku, Takamatsu Aiko, Nobuoka Masaki, Tsutsui Yusuke, Fukui Norihito, Ogi Soichiro, Seki Shu, Yamaguchi Shigehiro, Shinokubo Hiroshi
ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION Vol. 61 ( 6 ) 2022.2
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Dual Trapping of a Metastable Planarized Triarylborane pi-System Based on Folding and Lewis Acid-Base Complexation for Seeded Polymerization Reviewed
Choi Heekyoung, Ogi Soichiro, Ando Naoki, Yamaguchi Shigehiro
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY Vol. 143 ( 7 ) page： 2953 - 2961 2021.2
-
Hydrophobicity-driven folding and seeded polymerization of cystine-based dimeric diamides in aqueous media Reviewed
Fukaya Natsumi, Ogi Soichiro, Kawashiro Midori, Yamaguchi Shigehiro
CHEMICAL COMMUNICATIONS Vol. 56 ( 85 ) page： 12901 - 12904 2020.11
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Hydrophobicity and CH/pi-interaction-driven self-assembly of amphiphilic aromatic hydrocarbons into nanosheets Reviewed
Nishikawa Tsuyoshi, Narita Hiroki, Ogi Soichiro, Sato Yoshikatsu, Yamaguchi Shigehiro
CHEMICAL COMMUNICATIONS Vol. 55 ( 99 ) page： 14950 - 14953 2019.12
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Seeded Polymerization of an Amide-Functionalized Diketopyrrolopyrrole Dye in Aqueous Media Reviewed
Ogi Soichiro, Fukaya Natsumi, Arifin, Skjelstad Bastian Bjerkem, Hijikata Yuh, Yamaguchi Shigehiro
CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL Vol. 25 ( 30 ) page： 7303 - 7307 2019.5
-
Seeded Polymerization through the Interplay of Folding and Aggregation of an Amino-Acid-based Diamide Reviewed
Ogi Soichiro, Matsumoto Kentaro, Yamaguchi Shigehiro
Angew. Chem. Int. Ed. Vol. 57 ( 9 ) page： 2339 - 2343 2018.2
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Amphiphile desymmetrisation-induced steric relief governs self-assembly pathways in aqueous media Reviewed International coauthorship International journal
Baeumer Nils, Ogi Soichiro, Borsdorf Lorenz, Yamaguchi Shigehiro, Fernandez Gustavo
CHEMICAL COMMUNICATIONS Vol. 59 ( 58 ) page： 8937 - 8940 2023.7
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Diazulenylmethyl Cations with a Silicon Bridge: A pi-Extended Cationic Motif to Form J-Aggregates with Near-Infrared Absorption and Emission Reviewed
Murai Masahito, Abe Mikiya, Ogi Soichiro, Yamaguchi Shigehiro
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 2022.10
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Fully fused boron-doped polycyclic aromatic hydrocarbons: their synthesis, structure-property relationships, and self-assembly behavior in aqueous media Reviewed
Narita Hiroki, Choi Heekyoung, Ito Masato, Ando Naoki, Ogi Soichiro, Yamaguchi Shigehiro
CHEMICAL SCIENCE Vol. 13 ( 5 ) page： 1484 - 1491 2022.2
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Long-Lived Charge-Transfer State from B-N Frustrated Lewis Pairs Enchained in Supramolecular Copolymers Reviewed
Adelizzi Beatrice, Chidchob Pongphak, Tanaka Naoki, Lamers Brigitte A. G., Meskers Stefan C. J., Ogi Soichiro, Palmans Anja R. A., Yamaguchi Shigehiro, Meijer E. W.
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY Vol. 142 ( 39 ) page： 16681 - 16689 2020.9
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Pathway complexity in the self-assembly of a zinc chlorin model system of natural bacteriochlorophyll J-aggregates Reviewed International coauthorship
Ogi Soichiro, Grzeszkiewicz Charlotte, Wuerthner Frank
CHEMICAL SCIENCE Vol. 9 ( 10 ) page： 2768-2773 2018.3
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Living Supramolecular Polymerization of a Perylene Bisimide Dye into Fluorescent J-Aggregates
Wolfgang Wagner, Marius Wehner, Vladimir Stepanenko, Soichiro Ogi, and Frank Würthner
Angew. Chem. Int. Ed. Vol. 56 ( 50 ) page： 16008-16012 2017.12
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Perylene Bisimide Dye Assemblies as Archetype Functional Supramolecular Materials Reviewed
Frank Würthner, Chantu R. Saha-Möller, Benjamin Fimmel, Soichiro Ogi, Pawaret Leowanawat, David Schmidt
Chem. Rev. Vol. 116 ( 3 ) page： 962-1052 2016.2
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Impact of Alkyl Spacer Length on Aggregation Pathways in Kinetically Controlled Supramolecular Polymerization Reviewed
Soichiro Ogi, Vladimir Stepanenko, Johannes Thein, Frank Würthner
J. Am. Chem. Soc. Vol. 138 ( 2 ) page： 670 - 678 2016.1
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Mechanism of Self-Assembly Process and Seeded Supramolecular Polymerization of Perylene Bisimide Organogelator Reviewed
Soichiro Ogi, Vladimir Stepanenko, Kazunori Sugiyasu, Masayuki Takeuchi, Frank Würthner
J. Am. Chem. Soc. Vol. 137 ( 9 ) page： 3300-3307 2015.3
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Kinetic Control over Pathway Complexity in Supramolecular Polymerization through Modulating the Energy Landscape by Rational Molecular Design Reviewed
Soichiro Ogi, Tomoya Fukui, Melinda L. Jue, Masayuki Takeuchi, Kazunori Sugiyasu
Angew. Chem. Int. Ed. Vol. 53 ( 52 ) page： 14363-14367 2014.12
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Living supramolecular polymerization realized through a biomimetic approach Reviewed
Soichiro Ogi, Kazunori Sugiyasu, Swarup Manna, Sadaki Samitsu, Masayuki Takeuchi
Nat. Chem. Vol. 6 ( 3 ) page： 188-195 2014.3
Books 2
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アミロイド線維のように成長する超分子集合体：メカニズムの解明と時間発展プログラム
福井智也, 大城宗一郎, 竹内正之, 杉安和憲（ Role： Joint author）
日本生物物理学会 2015.6
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リビング超分子重合の実現
杉安和憲, 大城宗一郎, 竹内正之（ Role： Joint author）
高分子学会 2014.12
Presentations 32
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精密超分子重合で何ができるのか？ 〜π電子系を中心に〜 Invited
大城 宗一郎
令和5年度 九州地区高分子若手研究会・冬の講演会 2023.11.16
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π電子系の精密超分子重合 Invited
大城 宗一郎
第10回慶應有機化学若手シンポジウム 2023.5.20
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水素結合を用いたU字型チエノアセン誘導体の超分子重合
劉 晨，中島 尚吾，大城 宗一郎，森 達哉，山口 茂弘
日本化学会 第104春季年会 2024.3.21
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Diversifying Photophysical Properties of Supramolecular Polymers by Combining a Modular Synthetic Approach and Social Self-Sorting International conference
Nils Bäumer, Soichiro Ogi, Saeko Yamada, Shigehiro Yamaguchi
SupraChem 2024 2024.2.26
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π平面の上下にアミド基を有するπ拡張ベンゾチオフェンの超分子重合
濱田 安宏，大城 宗一郎，山口 茂弘
第50回有機典型元素化学討論会 2023.12.7
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Amphiphile Desymmetrisation Alleviates Steric Constraints and Governs Self-Assembly Pathways in Aqueous Media International coauthorship International conference
Nils Bäumer, Soichiro Ogi, Lorenz Borsdorf, Shigehiro Yamaguchi, Gustavo Fernández
The 15th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-15) 2023.11.21
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Fluorescence Imaging of Supramolecular Assemblies in Artificial Lipid Droplets International conference
Miku Naruse, Soichiro Ogi, Keiji Kajiwara, Natsumi Fukaya, Masayasu Taki, Shigehiro Yamaguchi
The 15th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-15) 2023.11.21
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Impact of Seeding Method on Aggregate Morphologies and Chiroptical Properties in Aryleneethynylene π-Electron Systems International conference
Saeko Yamada, Soichiro Ogi, Tatsuya Nishimura, Katsuhiro Maeda, Kazuhiro Fujimoto, Takeshi Yanai, Shigehiro Yamaguchi
The 15th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-15) 2023.11.21
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精密超分子重合を利用するホウ素/窒素含有π電子系共集合体の構造制御
長谷川 真太郎, 大城 宗一郎, 山口 茂弘
第33回基礎有機化学討論会 2023.9.13
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水素結合を用いたsp3炭素架橋π共役分子の超分子重合
濱田 安宏，大城 宗一郎，山口 茂弘
日本化学会 第103春季年会 2023.3.22
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ホウ素/窒素を含むπ電子系の二成分精密超分子共重合と光物性評価
長谷川 真太郎，大城 宗一郎，山口 茂弘
日本化学会 第103春季年会 2023.3.22
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ホウ素置換アリーレンエチニレンπ電子系の精密超分子重合と光物性
山田 沙絵子，大城 宗一郎，山口 茂弘
日本化学会 第103春季年会 2023.3.25
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アミノ酸ジアミド二量体を利用するヘテロ原子含有π電子系の精密超分子重合
長谷川 真太郎，大城 宗一郎, 山口 茂弘
第15回有機π電子系シンポジウム 2022.12.16
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sp3炭素架橋部位にアミド基を有するラダー型π共役分子の超分子重合
濱田 安宏，大城 宗一郎, 山口 茂弘
第15回有機π電子系シンポジウム 2022.12.16
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ジケトピロロピロール色素の集合経路と励起状態ダイナミクスに及ぼす親水・疎水基の効果
大城 宗一郎，深谷 菜摘，五月女 光，藤本 和宏，柳井 毅，Nils Bäumer，Gustavo Fernández，宮坂 博，山口 茂弘
第15回有機π電子系シンポジウム 2022.12.16
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人工脂肪滴中における縮環チエノチオフェン蛍光色素の種重合と蛍光イメージング
成瀬 美玖，大城 宗一郎，梶原 啓司，深谷 菜摘，多喜 正泰，山口 茂弘
第49回有機典型元素化学討論会 2022.12.9
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π拡張平面ホウ素π電子系の超分子重合
山田 沙絵子, 大城 宗一郎, 山口 茂弘
第32回基礎有機化学討論会 2022.9.21
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トリオレイン中における超分子集合体の蛍光寿命イメージング
成瀬 美玖, 大城 宗一郎, 梶原 啓司, 深谷 菜摘, 多喜 正泰, 山口 茂弘
第32回基礎有機化学討論会 2022.9.21
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種重合によるシート状ジケトピロロピロール集合体の構造制御と励起状態ダイナミクス
大城 宗一郎，深谷 菜摘，五月女 光，藤本 和宏，柳井 毅，宮坂 博，山口 茂弘
日本化学会 第102春季年会 2022.3.25
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準安定なルイス錯体を利用する平面固定ホウ素π電子系の種重合
大城宗一郎, Heekyoung Choi, 安藤直紀, 山口茂弘
第31回基礎有機化学討論会 2021.9.22
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D-A-D型蛍光色素の種重合と蛍光イメージング
大城宗一郎
日本化学会 第101春季年会 (2021) 2021.3.19
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疎水効果による折り畳みを利用した種重合
大城宗一郎
第14 回 有機π電子系シンポジウム 2021.1.8
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水媒体中におけるジケトピロロピロール色素の時間発展的超分子重合
大城宗一郎，深谷菜摘，Arifin，土方優，山口茂弘
第29回基礎有機化学討論会
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Seed-initiated Polymerization using Amino-Acid-based Diamides International conference
Soichiro Ogi,Kentaro Matsumoto,Shigehiro Yamaguchi
International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry
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Seeded Supramolecular Polymerization using Amino-Acid-based Diamides
Soichiro Ogi,Kentaro Matsumoto,Shigehiro Yamaguchi
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Seed-initiated Supramolecular Polymerization of π-Conjugated Molecules
Soichiro Ogi
IRCCS-JST CREST Joint Symposium
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リビング超分子重合による超分子ポリマーの精密合成 Invited
大城宗一郎
高分子講演会(東海)
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Seeded supramolecular polymerization of π-conjugated molecules Invited
Soichiro Ogi
Japanese-Canadian Frontiers of Science (JCFoS) Symposium
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精密超分子重合を実現する汎用分子骨格の開拓 Invited International conference
大城宗一郎
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精密超分子重合を実現する非平衡系のデザイン Invited
大城宗一郎
第38回光化学若手の会
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超分子重合におけるパラダイムシフト：熱力学から速度論へ Invited
大城宗一郎, Frank Würthner
第26回日本MRS年次大会 Symposium C-2：自己組織化材料とその機能XIV
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精密超分子重合を実現する分子デザインと重合メカニズム Invited
大城宗一郎, Frank Würthner
第96回日本化学会春季年会
KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 3
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脂肪滴の動態制御を志向した発光性超分子ポリマーの創製と機能開拓
Grant number：22K05079 2022.4 - 2025.3
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
大城 宗一郎
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\4290000 （ Direct Cost: \3300000 、 Indirect Cost：\990000 ）
真核細胞の活動において，脂肪滴は種々のオルガネラと相互作用し，多彩な役割を果たす動的なオルガネラであることが明らかになってきた．本研究では，分子集合体による脂肪滴の動態制御を目的に，脂肪滴への高い選択性と自己集合特性を併せもつ蛍光色素を創出する．そして，脂肪滴内部に超分子ポリマーを形成させる手法と，超分子重合に伴う脂肪滴の動態変化を評価する手法を確立する．さらに，確立した技術を結集し，生細胞に内在する脂肪滴中において超分子ポリマー化を行い，脂肪滴の動態と細胞活動を操る新たな分子技術の開発を目指す．
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フロー精密超分子重合を機軸とするπ電子系超分子ポリマーの機能開拓
Grant number：19K05419 2019.4 - 2022.3
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
大城 宗一郎
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\4290000 （ Direct Cost: \3300000 、 Indirect Cost：\990000 ）
アミノ酸ジアミドのフォールディング特性と会合特性を利用するコンセプトのもと，フロー精密超分子重合に適した汎用分子骨格を創出し，種々のπ電子系超分子ポリマーの構造制御と機能開拓に取り組む．平成31年度は，アミノ酸ジアミドの二量化により，迅速な拡散条件下においても会合活性が抑制された準安定状態を発現させ，フロー・マイクロリアクターを利用する精密超分子重合法の確立を目指す．平成32年度以降は，種々のπ電子系について精密超分子重合に取り組み，構造要素が精密に制御された超分子ポリマーの光・電子特性の評価を進め，会合体構造と物性の関係を明らかにする．
2020年度は，水媒体中におけるフロー精密超分子重合法の確立に向けて，アミノ酸ジアミドを基軸とする汎用分子骨格の開拓に取り組んだ．フロー精密超分子重合法の実現には，迅速な拡散条件下で自発的な会合を抑制することが重要となる．これまでに，アミノ酸ジアミド骨格をジスルフィド結合により二量化すると，単量体と比べて分子内水素結合が強く働き，低極性溶媒中において折りたたみ構造が速度論的に安定化されることを見出した．また，得られた準安定な状態を利用して，フロー・マイクロリアクター中における種（たね）重合を達成した．しかし，水媒体中ではジアミド部位が水和されるため，精密超分子重合の実現には，水素結合に依存しない戦略が必要となる．この課題に対し，申請者らは疎水効果によるフォールディングに着目した．そこで本研究では，N末端とC末端に疎水性のアリール基を導入したアミノ酸ジアミド二量体を合成し，水媒体中における超分子重合の初期過程のダイナミクスについて実験的，理論的に評価した．
まず，単分散状態の構造について知見を得るため，水媒体中とメタノール媒体中で分子動力学（MD）計算を行った結果，水中では末端アリール基が集まった折りたたみ構造を形成した．これは，疎水効果によるものであり，水中ではこの折りたたみ構造が抑制状態として働くと考えた．そこで，加熱冷却処理後，時間依存吸収スペクトル測定により超分子ポリマーの形成過程を追跡した．その結果，単分散状態の吸収スペクトルが観測される誘導期を確認し，自発的な集合化が一時的に抑制されることを見出した．この誘導期に超分子ポリマーの断片である種を添加したところ，超分子重合を開始できた．疎水効果による折りたたみ構造の形成が種重合の達成に向けて有用であることを実証した．
本年度は，C末端とN末端にピレニル基とフェニル基を導入したアミノ酸ジアミド二量体を合成し，水媒体中における自己集合特性を評価した．吸収スペクトル測定および透過型電子顕微鏡（TEM）観察により自己集合過程を追跡した結果，アミノ酸ジアミド二量体は超分子ポリマーを形成し，その内部においてピレニル基が分子間で相互作用していることがわかった．また，集合体の溶液を凍結乾燥することにより得られた粉末のFT-IRスペクトルから，ジアミド基同士の分子間水素結合の形成を確認した．
次に，超音波処理を施して調製した超分子ポリマーの溶液を加熱しながら吸収スペクトルを測定した結果，単分散状態への解離が確認された．一方，加熱した溶液を冷却したところ，超分子ポリマーの形成は確認されなかった．そこで，単分散状態の構造について知見を得るため，水媒体中とメタノール媒体中で分子動力学（MD）計算と量子化学計算を行った結果，アミド基は溶媒分子に囲まれ，分子内水素結合を形成しないことがわかった．末端アリール基に注目すると，メタノール中では構造の秩序性が低いのに対し，水中では集まった折りたたみ構造を形成した．これは，疎水効果による構造変化であり，水中ではこの折りたたみ構造の形成により，自発的な超分子ポリマー化が抑制されたと考えられる．
加熱冷却処理により得られた単分散状態の溶液を放置したところ，誘導期を伴う超分子ポリマー化の進行を確認した．自発的な集合化が抑制された誘導期に超分子ポリマーの断片である種（たね）を添加したところ，直ちに超分子重合を開始でき，超分子ポリマーを伸長させることに成功した．本研究成果について論文を国際誌 (Chemical Communication)に投稿し，front cover pictureに採用された．
以上の成果から，おおむね順調に進展していると考えられる．
2021年度は，アミノ酸ジアミド骨格を基軸とするπ電子系超分子ポリマーの機能開拓に向けて，これまでに得られた研究成果を基に研究を推し進める．具体的には，アミノ酸のNH2末端とCOOH末端に多様なπ電子系分子を導入し，フロー・マイクロリアクターを利用して，低極性溶媒中や水媒体中における精密超分子重合に取り組む．そして，長さや長さ分布などの構造要素が精密に制御された超分子ポリマー本来の光・電子機能を精査する．
これまでに，アミノ酸ジアミド基とキラルな分岐アルキル鎖を導入した平面固定トリフェニルボラン誘導体を設計，合成し，低極性溶媒中における自己集合特性の評価と種重合に取り組んだ．ジアミド骨格の分子内水素結合に加え，ホウ素と塩基との分子間配位結合を組み合わせることで自発的な集合化を抑制でき，高濃度条件下における種重合を達成した．本研究成果は国際学術誌（J. Am. Chem. Soc.）に掲載された．また，水媒体中において両親媒性ジケトピロロピロール（DPP）誘導体が形成するシート状集合体に過渡吸収分光を適用し，光誘起ダイナミクスについて評価を進めてきた．さらに，分子動力学計算や量子化学計算により，集合体内部におけるDPP部位の分子配向に関する知見が得られている．そこで，アミノ酸ジアミド二量体に平面固定トリフェニルボラン誘導体やDPP誘導体を導入し，フロー精密超分子重合法を利用して集合体の構造制御に取り組む．構造の評価には，透過型電子顕微鏡（TEM）や原子間力顕微鏡（AFM）の他に，発光性の集合体に対しては共焦点レーザー顕微鏡やSTED顕微鏡を利用する．そして，得られた集合体について種々のスペクトル測定（吸収，蛍光，過渡吸収，時間分解蛍光など）を行い，光物性について評価を進めることで本重合法の意義と効果を明らかにする． -
Kinetic control over self-assembly of pi-system through seeding approach
Grant number：17K14469 2017.4 - 2019.3
Ogi Soichiro
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\4550000 （ Direct Cost: \3500000 、 Indirect Cost：\1050000 ）
Control over kinetics of a one-dimensional aggregation process is of importance to prepare supramolecular polymers with controlled structural parameters. During the last two years, we have achieved seeded supramolecular polymerization using an amino-acid-based diamide. The interplay of the formation of intramolecular and intermolecular hydrogen bonds of the diamide plays a crucial role in the initial stage of the cooperative supramolecular polymerization. In addition, the time course of the supramolecular polymerization of an amide-functionalized dithienyldiketopyrrolopyrrole (DPP) dye in aqueous media and the morphology of the aggregated state can be controlled through seeding approach.