2015 Fiscal Year Research-status Report
光誘起プロトン・電子移動に基づく高度光応答性分子集合体の開発
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15K05475
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平尾 泰一 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50506392)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光反応 / プロトン共役電子移動 / フォトクロミズム / 分子性固体 / 構造・機能材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来研究されてきたフォトクロミック分子は、光励起による電子移動や構造変化といった単一の化学変化を利用したものであった。本研究は光誘起電子移動と分子間でのプロトン移動を複合的に組み合わせることによって、単一過程ではなし得なかった特異な化学変化の実現を目指している。そこで、電子・プロトンドナーとしてアンスラノールを、電子・プロトンアクセプターとしてアクリジンを直接結合したAcr-Ant-OHを設計した。この分子は、光励起状態からの電子移動と分子間プロトン移動を連鎖的に発現することで、高エネルギーの電荷分離状態を経て大きな活性化障壁をもつ分子の構造変化を高効率で達成することができると予想される。光反応過程で重要となるAcr-Ant-OHの電荷分離状態および分子間プロトン移動に関して知見を得ること、さらに目的に沿った最適な分子を見出すためにそれぞれのユニットに様々な置換基を導入した誘導体を数種類合成し、比較検討することとした。これまでにアンスラノールとアクリジンの無置換体同士をカップリングさせた基本骨格となる分子、およびアンスラノール側に電子供与性と溶解度の向上が見込めるtBu基を導入した誘導体の2分子について合成を完了した。それぞれ希薄溶液中での吸光スペクトルおよび蛍光スペクトルの測定を実施し、光誘起によるユニット間電子移動を確認している。ただし、光誘起電子移動後、つまり電荷分離状態におけるアクリジンユニットの還元力が非常に高く、溶媒などと副反応することが判明した。そこで現在、還元力を弱めるための置換基導入を実施している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度に計画していた対象分子の合成を完了することができた。また誘導体についても数種類合成することができ、分光学的測定と解析による比較検討から今後の分子設計に関しての知見を得ることができている。このように申請書に記載した計画の通り研究はおこなえており、研究目的に向けて着実に前進している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は現在得られている化合物での問題点の克服、特にアクリジンユニット側での高い還元力が原因で起こる副反応を抑えるために置換基の導入を行う。また昨年度から引き続き、合成が完了した分子については光照射による分子内電子移動と分子間プロトン移動の連鎖反応を実現させるべく検討を行う。光照射による構造変化した化合物の単離と同定を行うことで光反応の進行を確認することができると考えている。また過渡吸収測定を学内および学外の研究者と連携することで実施することを計画している。さらに希薄溶液以外の状態での光反応、具体的には固相である単結晶状態での光誘起プロトン電子移動の発現についても次年度から検討を開始する。
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