2016 Fiscal Year Annual Research Report
曲面π分子の構造・性質を利用した新規機能性超分子の創成
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16H06031
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
廣戸 聡 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30547427)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | アザヘリセン / 超分子ポリマー / キラル発光 / バッキーボウル / メカノクロミズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は曲面分子を用いた超分子形成についての研究を実施した。
お椀分子を直接結合した二量体の合成に成功した。この分子はフラーレンと溶液中でも強く会合し、会合体形成により近赤外領域に幅広い吸収を示した。またフラーレンの添加する当量を調製することでファイバー状の超分子多量体が創出することを明らかにした。
また、お椀分子をπ共役分子で結合した二量体を合成したところ、この分子がこれまで報告されているお椀型分子の中でフラーレンと最大の会合定数を示すことを明らかにした。この会合体は非常に安定であり、共有結合で構成された分子と同様の分離技術が使用できる。
修飾可能なハロゲン置換基をもつアザヘリセン誘導体を合成し、クロスカップリング反応を用いることで８の字構造をもつアザヘリセン二量体の合成に成功した。この分子の構造はX線構造解析により明らかにした。さらに、この分子は原料である単量体と比較して蛍光量子収率が増大し、さらにキラル発光特性も３倍の値を示すことを明らかにした。光化学測定および理論計算により、分子が剛直かつ８の字構造になることで優れた光物性が創出したことを明らかにした。このように、高い蛍光量子収率と優れたキラル発光特性を併せ持つ分子の創出は困難であり、本研究成果はそのような分子の合成戦略を示す重要なてがかりとなると考えている。
多環芳香族炭化水素にジシアノメチレン基を導入すると固体蛍光が増強することを見出した。さらに、この分子は擦ることで固体の蛍光色が変化するメカノフルオロクロミズムを示すことを明らかにした。
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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
お椀型分子を用いることで超分子多量体が創出できることを見出した。これは我々がお椀分子が球体であるフラーレンと超分子会合体形成能をもつことを示すものである。さらに、ヘリセンについては様々な官能基が導入できる手法を編み出した。共有結合による結果ではあるが、集積させることにより発光強度の増大に繋がるという知見を得ることができた。
以上の観点により、計画は順調に進行していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はお椀分子を用いた超分子の機能性を明らかにしていくとともに、新たな会合体構造の創出につながる分子の設計、官能基導入法を開発していきたい。特に、当初の目的である光捕集能の創出および優れた導電性の獲得を目指し、研究を展開する。
また、ヘリセンも適切な官能基の導入により、目的であるこれまでにない発光材料の創出に繋げる。
さらに、共同研究を展開することで曲面構造を活かしたデバイス開発を行っていく予定である。
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