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Construction of Weak-stimuli-responsive Soft Crystals Based on Pillar-Shaped Macrocycles

Publicly Offered Research

Project AreaSoft Crystals: Science and Photofunctions of Easy-Responsive Systems with Felxibility and Higher-Ordering
Project/Area Number 18H04510
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKyoto University (2019)
Kanazawa University (2018)

Principal Investigator

生越 友樹  京都大学, 工学研究科, 教授 (00447682)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsピラー[n]アレーン / 結晶 / ベーポクロミズム / メカノクロミズム / ベイポクロミズム / ホスト-ゲスト化学 / ピラーアレーン / 蒸気 / アルカン / 不斉炭素蒸気 / 蛍光 / ホスト-ゲスト
Outline of Annual Research Achievements

これまでに我々は、柱型環状分子ピラー[5]アレーンを基にしたソフトクリスタル創成を行ってきた。しかし五員環のピラー[5]アレーンは、直鎖炭化水素蒸気のみしか取り込むことができず、用いることのできる外部刺激が制限される。一方で六員環のピラー[6]アレーンは、ピラー[5]アレーンが取り込むことができない分岐・環状炭化水素や、芳香族蒸気を取り込むことができる。つまりピラー[6]アレーンを用いることで、外部刺激を大幅に増やせることとなる。そこで本研究では、六員環のピラー[6]アレーンを用いたソフトクリスタル創成を行った。
1)ベンゾキノン部位を導入したピラー[6]アレーン固体は、暗赤色固体であったが、すりつぶすことにより明橙色へと変化し、メカノクロミズムを示した。そのため蒸気を吸着する前状態の固体の色をすりつぶしの有無により変化させることが可能であった。すりつぶす前の暗赤色固体をベンゼン、シアノベンゼン、フルオロベンゼン蒸気に曝した場合、暗赤色固体は明橙色への明確な色変化を示した。次に、すりつぶすことにより明橙色へと色変化したピラー[6]アレーン固体をp-ジフルオロベンゼン、安息香酸メチル、p-キシレン蒸気に曝した場合は、明橙色から暗赤色への明確な色変化が観測された。以上のことから、メカノクロミズムを用い始状態の色を変化させることで、様々な芳香族蒸気の吸着を明確な色変化で検知できる新しいベーポクロミックシステムの構築に成功した。
2)12個のエチル基を有するピラー[6]アレーン結晶は白色であり、ピラー[n]アレーンユニットの1,4-ジアルコキシベンゼンの蛍光は、紫外領域にあるため、目視での発光を確認できない。ところが興味深いことに、ピラー[6]アレーン結晶が特定の芳香族蒸気を取り込んだ場合、蒸気吸着後の錯体結晶は目視で確認できる青色蛍光を示すことが分かった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 9 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] City University of Hong Kong(中国)

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    • Author(s)
      Wada, K.; Kakuta, T.; Yamagishi, T.; Ogoshi, T.*
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 56 Issue: 31 Pages: 4344-4347

    • DOI

      10.1039/d0cc01112f

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    • Author(s)
      Fa, S.; Sakata, Y.; Akine, S.; Ogoshi, T.*
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 59 Issue: 24 Pages: 9309-9313

    • DOI

      10.1002/anie.201916515

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  • [Journal Article] 柱型環状分子ピラー[n]アレーンを基にしたソフトクリスタルの創成2020

    • Author(s)
      生越友樹*, 角田貴洋,山岸忠明
    • Journal Title

      日本画像学会誌

      Volume: 245

    • NAID

      130007853391

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  • [Journal Article] Molecular weight fractionation by confinement of polymer in one-dimensional pillar[5]arene channels2019

    • Author(s)
      Ogoshi, T.; Sueto, R.; Yagyu, M.; Kojima, R.; Kakuta, T.; Yamagishi, T.; Doitomi, K.; Tummanapelli, A. K.; Hirao, H.; Sakata, Y.; Akine, S.; Mizuno, M.
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 479-479

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08372-1

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    • Author(s)
      Ogoshi, T.; Maruyama, K.; Sakatsume, Y.; Kakuta, T.; Yamagishi, T.; Ichikawa, T.; Mizuno, M.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 141 Issue: 2 Pages: 785-789

    • DOI

      10.1021/jacs.8b12253

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    • Author(s)
      Ogoshi, T.; Hamada, Y.; Sueto, R.; Sakata, Y.; Akine, S.; Moeljadi, A. M. P.; Hirao, H.; Kakuta, T.; Yamagishi, T.; Mizuno, M.
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 25 Issue: 10 Pages: 2497-2502

    • DOI

      10.1002/chem.201805733

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  • [Presentation] Soft Crystals Based on Pillar-Shaped Macrocycles “Pillar[n]arenes”: Molecular Weight Sorting of Alkanes and Polymers2019

    • Author(s)
      Tomoki Ogoshi
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Soft Crystals, Radisson Narita, Narita, Japan
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    • Author(s)
      Tomoki Ogoshi
    • Organizer
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress (ISHC27), ROHM Theatre Kyoto & Miyakomesse, Kyoto, Japan
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  • [Presentation] Molecular-Scale Porous Materials Based on Pillar[n]arenes2019

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      Tomoki Ogoshi
    • Organizer
      Okinawa Colloids 2019 (Nanpores and/or Nanowindows Associated Interface Science: Nano-IS), Bankoku Shinryokan, Okinawa, Japan
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  • [Presentation] Molecular-scale Porous Materials Based on Pillar[n]arenes2019

    • Author(s)
      Tomoki Ogoshi
    • Organizer
      The Conference of Comprehensive Chemistry, Beijing Institute of Technology, Beijing, China
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    • Author(s)
      生越友樹
    • Organizer
      第54回有機反応若手の会, マリンロッジ 海風館,大阪府泉南郡岬町淡輪
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  • [Presentation] Molecular-Scale Porous Materials Based on Pillar[n]arenes2019

    • Author(s)
      Ogoshi, T.
    • Organizer
      Symposium on Supramolecular Chemistry, Shanghai University
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 柱型環状ホスト分子ピラー[n]アレーンを利用した結晶状態でのホスト-ゲスト化学2018

    • Author(s)
      生越 友樹
    • Organizer
      第 27 回有機結晶シンポジウム、近畿大学東大阪キャンパス 11月ホール
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    • Invited
  • [Presentation] 日本発のホスト:ピラーアレーンの化学2018

    • Author(s)
      生越 友樹
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ、タワーホール船堀
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 柱型環状分Pillar[n]areneの創成と機能性空間材料への展開2018

    • Author(s)
      生越 友樹
    • Organizer
      ChemBio講演会2018-2(浜地研)、京都大学桂キャンパス
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    • Invited
  • [Remarks] 生越研究室

    • URL

      http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/ogoshi-lab

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  • [Remarks] 生越研究室

    • URL

      http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/ogoshi-lab/

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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