| Project/Area Number |
21K05031
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
KATOONO Ryo 北海道大学, 理学研究院, 助教 (60432142)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | テレフタルアミド / マクロサイクル / 三重結合 / ねじれ優先性 / 協同性 / 面不斉 / モル旋光度 / キラリティ伝達 / 多元的動的キラル空間 / キラル増幅 / 多元的キラル空間 / "キラル増幅" |
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| Outline of Research at the Start |
動的にキラルなマクロサイクルを単量体として複数化することにより、多元的な動的キラル空間を創り出す。この単量体マクロサイクルは、単独ではねじれ優先性を発現しない。これを多元的に配置したキラル空間においては、個々のマクロサイクルのねじれ優先性が発現・増幅する現象を想定し、実際に観測することを目的とする。
多量化の方法として、積層と縮環を採用する。前者は、プロトタイプとして定性的な観測を、後者は多元的配置によって生じるねじれ優先性を比として定量的に観測することを期待する。
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| Outline of Final Research Achievements |
A unique "chiral amplification" was demonstrated with two original systems, (I) and (II). In either system, macrocycles are component elements that adopt dynamic chiral forms with P- or M-helicity by twisting clockwise or counterclockwise. Such a dynamic chiral element is repeatedly arranged to form a single molecule by (I) stacking or (II) fusion.
(I) Achiral planes are stacked and bridged at each corner to create a three-fold interlayer. The four-layer cyclophane can adopt two diastereomeric forms (PPP and MMM) by three-fold twisting clockwise or counterclockwise and prefers a particular sense of twisting.
(II) Several helically-twisted macrocycles are arranged through fusion. A series of fused oligomers of macrocycles with a difference in the number (n=2-6) and arrangement (rotational, cyclic, and acyclic) of elements were presented to consider (i) cooperativity in helical-sense preferences and (ii) optical rotation based on molecular structure.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
キラル増幅という用語は、既に多義的に用いられてきた。自身では極めて小さな光学活性しか示さない小分子が、錯体を形成することでより大きな光学活性を示すようになる現象や、鎖状分子あるいは超分子的集合体の伸長に際し、二次的に誘起された別のキラル構造が元の単位構造の光学活性より大きな光学活性を示すようになる現象等をさす。本研究では、光学活性の大小ではなく、分子内に複数の動的キラル構造を配した場合、単独で存在する場合と比べて、集積体中でそのねじれ優先性が増大する新たな現象として定義した。この増幅機構に基づけば、既存の限定的なキラルモチーフに依存せず、多様なキラル高次多量体を設計することが可能になるだろう。
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