2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Advanced Photoresponsive Molecular Systems Based on Photo-Induced Proton-Electron Transfer
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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, 理学研究科, 助教 (50506392)
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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 / 構造異性化 / 構造・機能材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来のフォトクロミック分子は、光励起による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、プロトン移動、構造異性化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分子を設計した。これまでに標的化合物の合成を行い、光誘起電子移動反応、さらに構造異性化反応をそれぞれ単独で達成している。本年度はプロトン移動を加えた連鎖的光反応の実現を目指して研究を実施した。
これまでの研究から、アンスラノール・アクリジン直結型分子は光誘起電子移動後にアクリジンユニットが高すぎる還元力をもつこと、それによって溶媒分子との副反応を引き起こすことがわかっている。また次ステップであるプロトン移動が律速段階になるために、この状態の長寿命化が必要であることもわかっている。そこで本年度はアクリジンの3,6位に電子吸引基であるトリフルオロメチル基を導入することで励起状態での還元力を弱めたユニットの合成を達成した。また、アンスラノールの2,7位または3,6位または全ての位置にメトキシ基を導入して電子供与性を向上させたユニットの合成も実施した。また合成した各ユニットの物性測定から狙いの電子状態変化を確認した。これらのユニットを直結した分子については現在合成中である。
また、上記のメトキシ基を導入したアンスラノールユニット二つを10位同士で連結させたビアントロン誘導体も合成した。ビアントロンは二種の構造異性体が存在し、そのうちねじれ構造が相対的に不安定であるため単離不可能であることが以前から知られている。今回、メトキシ基を導入したことによって共役系の拡張および電荷分布の不均一化といった電子状態変化が起き、ねじれ構造を大幅に安定化することができた。
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