Construction of Functional Soft Crystals Based on Pillar-Shaped Macrocyclic Compounds Exhibiting Selective Response to Weak Stimulus
Publicly Offered Research
| Project Area | Soft Crystals: Science and Photofunctions of Easy-Responsive Systems with Felxibility and Higher-Ordering |
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| Project/Area Number |
20H04670
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
生越 友樹 京都大学, 工学研究科, 教授 (00447682)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | ピラー[5]アレーン / アゾベンゼン / フッ素 / アモルファス / 結晶化 / 面性不斉 / ピラー[n]アレーン / ソフトクリスタル / キラリティー / フルオロカーボン / 液晶 / イオン間相互作用 / 水素結合 / 安息香酸 / アルキルアミド基 / ベーポクロミック材料 / リン光発光 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、単純なアルキル鎖ではなく、機能性官能基をピラー[n]アレーンに導入することで、「外部刺激に応じどのように色変化等の応答を示す部位を導入するか」という点を明確にした、リン光発光、圧力応答、状態変化、わずかに構造の異なる分子の選択吸着など、新機能を有する次世代のソフトクリスタルへと展開する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゲスト分子の取り込みによるアモルファス－結晶転移による撥水性変化
側鎖にフルオロアルキル基を導入したピラー[5]アレーンを合成したところ、加熱により融解させた後に冷却することで得られるアモルファス状態は室温においても安定に存在し、分子性ガラスとなることを発見した。また、得られた分子性ガラスは、ペンタンゲスト蒸気を取り込むことで結晶化し、加熱によりゲスト分子を放出させると、再びアモルファス状態に戻ることが分かった。さらに、ゲスト蒸気の取り込みと放出による凝集状態の変化に連動して、撥水性も可逆的に変化することが分かった。この時、ペンタンゲスト蒸気の取り込み量を調節することで、撥水性を制御することにも成功した。
アゾベンゼンの光異性化によるキラル超分子集合体のキラルスイッチング
アゾベンゼンを有する面性不斉ピラー[5]アレーンは、SまたはRの不斉炭素原子とアジドを有する面性不斉ピラー[5]アレーンと、アルキン基を有するアゾベンゼンとのアルキン-アジド付加環化クリック反応によって合成した。アゾベンゼンのメソゲンの性質に起因するホメオトロピックな配列は、アゾベンゼン導入面性不斉ピラー[5]アレーンのフィルムをアニールすることによって誘起された。その結果、面性不斉なピラー[5]アレーンのコアからアゾベンゼンへ不斉情報が伝搬し、結果として大きなキラル増幅が起こることが確認された。これらの配列したキラル集合体は、アゾベンゼン基のトランス→シス光異性化により崩壊しキラル増幅がオフとなり、シス→トランス熱異性化により再構築され、再びキラル増幅がオンとなった。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(24 results)
