2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of fast photochromism system based on strained molecular structures
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15H03858
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
中嶋 琢也 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (70379543)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光化学 / フォトクロミック反応 / 環状化合物 / 立体配座制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2-フェニルチアゾールがcis-cisoid立体配置で4つ連結したテトラ（2-フェニルチアゾール）はヘリカル構造の安定コンホメーションを与える。このヘリカルテトラチアゾールの両末端をオレフィンメタセシス反応により連結した大環状フォトクロミックテトラチアゾールの合成に成功した。この化合物は大環状化の前後で異なるフォトクロミック挙動を示し、特に、着色状態の構造において異なる電子構造を有することが分かった。特に、大環状化合物の着色状態は二環性の化合物であり、二環性化合物特有のひずみにより非環状化合物と比較して吸収バンドが80nm長波長シフトすることが分かった。また、このひずみにより、着色状態の消色反応が加速されることが分かった。
また、2015年より進めている、フォトクロミックターアリーレンへの置換基の導入による熱消色加速効果については、ターアリーレンの構成ヘテロ芳香族（チオフェン環）の選択と光反応点置換基としてフェニル基を導入することで、室温において数秒スケールで光着色状態の自発消色が起こることを見出した。これについては、X線や特定条件での紫外線照射においても速やかな消色が起こることを見出している。
一方、大環状ヘリカル構造において、ヘリックス反転が抑制されているとすれば、それはキラルなエナンチオマーであり、キラルHLCにより分離可能である。そこで二環性の着色構造（キラル構造）における分離に成功したが、消色反応により円二色性が消失することが分かり、大環状ヘリカル構造において室温でヘリックス反転が起こっていることが明らかになった。そこで、大環状ヘリカル構造におけるヘリックス反転を抑制するために、光反応の反応点に相当する炭素上へかさ高い置換基の導入を行った。その結果、フェニル基をベースとする置換基の導入によりHPLCによるエナンチオマー分離に成功した。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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