Aromatic architect: design of structures and spaces created by pi-conjugated systems and developments of their functions
| Project/Area Number |
20H02721
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
豊田 真司 東京工業大学, 理学院, 教授 (80207646)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
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| Keywords | 芳香環 / 大環状分子 / らせん分子 / 構造空間設計 / ケージ化合物 / ホスト－ゲスト / キラル光学特性 / 分子機能 / 超分子 / キラル分子 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の概要は，芳香環の部品を組み合わせて分子の構造や空間を自在に設計し新しい化学物質を創製する芳香環ナノアーキテクトの発想に基づき，主にアントラセンユニットを集合，縮合することにより特異な構造や性質をもつ大環状およびらせん形の構造をもつパイ共役系化合物を設計することである．標的化合物を有機化学的な手法で合成し，パイ電子系に特有な構造や電子状態を解明し，分子認識，キラリティーなどを鍵とした機能への展開を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
芳香環の部品を組み合わせて分子の構造や空間を自在に設計し，新しい化学物質を創製する「芳香環ナノアーキテクト」の発想に基づき，アントラセンを集合，縮合した大環状およびらせん形パイ共役系化合物を対象として研究を行った．研究３年目は，多様な環状およびらせん化合物の合成，機能化を行うための応用測定と評価を行った．
大環状化合物のテーマについては，ヘテロ環芳香族ユニットであるアクリドンを組込んだ環状オリゴマーを合成し，分子構造，分光学的性質およびフェノール系ゲストとの会合を研究した．前年度に合成した周辺部に種々の置換基をもつケージ化合物を用いて，フラーレンとの会合を蛍光滴定測定により詳細に調べた．会合の強さに及ぼす置換基効果およびゲストの構造の効果を明らかにし，分子間相互作用と立体・電子効果の観点から結果を考察した．また，ケージ内部に包接されたC60分子が，ジャイロスコープのような挙動を示すことを温度可変X線結晶解析により明らかにした．他に，アントラセンとフェニレンを交互に連結した環状オリゴマーの合成とC60との会合を研究した．
らせん形化合物のテーマについては，多様な構造をもつアントラセン縮合ヘリセン誘導体を合成し，構造と性質を調べた．嵩高い置換基を導入した誘導体のエナンチオマーを分割し，分子のひずみとキラル光学特性（円二色性と円偏光発光）の相関を評価した．分子内環化誘導体では，環構造内側の水素原子が非常に混雑した環境にあり，立体障害に基づく特異な分光学的データが観測された．高巻数らせん分子として，両端にナフタレンを縮合したアントラセン５量体の合成に成功し，構造とらせん反転の関係を見出した．
上記の他に，アントラセンを先端部にもつピンセット形分子の結晶中における環状分子集合体の形成，アントラセン部分構造をもつプロペラ形分子の新規合成法と動的挙動を研究した．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(45 results)
