Polyisocyanide sind Polymere, die durch ihre helikalen Strukturen unterschieden werden, wobei die Wickelrichtung der Helix (rechts oder links) durch Katalysatoren kontrolliert werden kann, die zur Synthese chiraler Moleküle ausgelegt sind. Diese Funktion ermöglicht die Ausstellung optischer Eigenschaften wie zirkulärer Dichroismus und optische Rotation in Polyisocyaniden, wodurch sie stabile, optisch aktive Polymere machen.
Das Forschungsteam synthetisierte optisch aktive leitende Polymere aus nicht optisch aktiven Monomeren durch physikalische und nicht chemische Methoden unter Verwendung eines flüssigen Kristallreaktionsfeldes als externe Umgebung. Zum ersten Mal erreichten sie eine asymmetrische (chirale) lebende Polymerisation von optisch aktiven Polyisocyaniden unter Verwendung von Flüssigkristallen mit chiralen (Spiegelbild-Isomer) Strukturen als Lösungsmittel.
Messungen der kreisförmigen Dichroismus der resultierenden Polyisocyanide bestätigten ihre optische Aktivität, die auf ihre helikalen Strukturen zurückgeführt werden kann. Darüber hinaus zeigte der in der Reaktion verwendete Flüssigkeitskristall Eigenschaften der nematischen Phase verdrehte Bend-eine kürzlich entdeckte Phase, die in der Flüssigkristallforschung beträchtliche Aufmerksamkeit erregt hat. Die Identifizierung eines nematischen Flüssigkeitskristalls mit verdrehten Bend in einem Polymer ist ein bemerkenswerter Befund in der Flüssigkristallwissenschaft.
Diese Reaktion ist analog zum enzymatischen Wachstum von Aminosäuren mit chiralen Strukturen in vivo, was zur Synthese von Proteinen mit helikalen Strukturen führt. Als solches ist es als biomimetische Technologie vielversprechend – ein Feld, das die funktionellen Prinzipien lebender Organismen nachdenkt und nutzt.
Diese Arbeit wurde von JSPS-Zuschüssen für wissenschaftliche Forschung, Zuschuss Nummer 20K05626 (H. Goto), unterstützt.
