キラリティの起源を探る：Achiralな分子の自己集合によるhelicesの創成

• Project/Area Number: 16K13629
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Nanomaterials chemistry
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: HAN Mina 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20443012)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松浦 和則 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60283389)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: アゾベンゼン / ヘリクッス / キラリティ / 光 / へリックス

Outline of Annual Research Achievements

Achiralな三角形アゾベンゼン誘導体が（１）キラル添加剤の無い水溶液中で自己集合しヘリカルナノ構造体を形成する条件を確立するとともに、（２）分子レベルの内部構造解析と成長プロセスの解明を目指し、得た研究成果は以下の通りである。
[1] 光応答有機分子の設計・合成 / Achiralなアゾベンゼン誘導体からなるヘリカル構造体形成条件の確立：適切な立体障害を持つ数種類の三角性アゾベンゼン誘導体を設計・合成し、Ea（活性化エネルギー）を増加させるアイデアのもと、通常のシス体より寿命の長い（数時間から数日以上）シス体の生成に成功した。
[2] ヘリカルナノ構造体の内部構造解析：ヘリカル構造体は結晶性が乏しいため、構造分析の専門家（韓国 Chonnam National UnivのCho先生）と共同研究を通じて、理論計算、XRDデータ、Rietveld refinement分析結果を総合的に照り合わせ、集合体内部における分子配列を解明する段階である(投稿論文作成中)。
[3] ヘリカル集合体への成長プロセスの探索：ヘリカル構造体はどの段階で形成されるのだろうか？について研究を進めており、化合物の分子構造によって以下の二つの成長過程を経由することが分かっている。（１）ナノサイズのrodsや板状の構造体が先に形成され、その後何らかの影響でネジレが生じる(投稿論文作成中)、（２）詳しい原因についてはまだ分かっていないが、何らかの影響でC3 symmetry breakingが生じ、ナノサイズのネジレ構造（seed）がゆっくりと成長し、長さ数十マイクロ以上のヘリカル構造体を形成する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Chonnam National Univ/韓国基礎科学支援研究院(韓国)
• [Journal Article] Assembly of an Achiral Chromophore into Light-Responsive Helical Nanostructures in the Absence of Chiral Components (2016)
  • Author(s): Mina Han, Sung June Cho, Yasuo Norikane, Masaki Shimizu, Takahiro Seki
  • Journal Title: Chemistry-A European Journal Volume: 22 Issue: 12 Pages: 3971-3975
  • DOI: 10.1002/chem.201600227
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] How does an achiral chromophore assemble into light-responsive helical nanostructures in the absence of chiral components? (2016)
  • Author(s): Mina Han
  • Organizer: PhoSM2016
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2016-11-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アゾベンゼンからなる集合体を光らせる：光異性化とAIE/AIEE (2016)
  • Author(s): Mina Han
  • Organizer: 新領域研究グループ「エキゾチック自己組織化材料」・「金属と分子集合」第１回合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 鳥取市
  • Year and Date: 2016-11-23
  • Invited
• [Presentation] Red Light-Responsive Helical Nanostructures Assembled from Trigonal Chromophores:Transformation from Achiral to Asymmetric Molecules (2016)
  • Author(s): Mina HAN、Sung June CHO、Yasuo NORIKANE、Masaki SHIMIZU、Takahiro SEKI
  • Organizer: AsiaNANO2016
  • Place of Presentation: 北海道、札幌
  • Year and Date: 2016-10-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Red Fluorescent Azobenzene Aggregates (2016)
  • Author(s): Mina Han、Sung June Cho、則包恭央、関隆広
  • Organizer: 第６５回高分子討論会
  • Place of Presentation: 神奈川大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] 三角形アゾベンゼン誘導体の蛍光性球状集合体 (2016)
  • Author(s): 安倍生恵、Mina HAN、松浦和則、原光生、竹岡敬和、関隆広、Hae-Kap CHEONG、Jin Young KIM
  • Organizer: 第６５回高分子討論会
  • Place of Presentation: 神奈川大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] アゾベンゼン集合体：光異性化と蛍光 (2016)
  • Author(s): Mina Han
  • Organizer: 第32回若手化学者のための化学道場
  • Place of Presentation: 松山
  • Year and Date: 2016-08-25
  • Invited
• [Presentation] 三角形アゾベンゼン誘導体による球状集合体 (2016)
  • Author(s): 安倍生恵、Mina Han、松浦和則
  • Organizer: 第32回若手化学者のための化学道場
  • Place of Presentation: 松山
  • Year and Date: 2016-08-25