2018 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of hollow spherical particles composed of macrocycles with functional groups
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16K05801
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| Research Institution | Tokushima Bunri University |
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Principal Investigator |
富永 昌英 徳島文理大学, 薬学部, 准教授 (60361507)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 環状化合物 / 自己集合 / 結晶構造 / 動的挙動 / 球状ナノ粒子 / 相転移 / 発光特性 / 溶媒効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多種多様な機能性官能基を導入した環状分子ライブラリーから、自己集合性中空ナノ粒子群を作製し、新しい構造・物性・機能を併せもつ機能性中空ナノ粒子の創出を目的としている。昨年度は、環状分子群を活用した機能性中空ナノ粒子群の機能開拓ついて、以下の研究を実施した。
（１）プロパギル基を有する六角形型環状分子は、極性溶媒中で球状ナノ粒子などの分子集合体を形成するが、その形態やサイズ、安定性は溶媒に依存することを見出している。そこで、詳細に検討したところ、球状ナノ粒子が融合したネットワーク集合体の一部がマイクロサイズのナノチューブ構造へと形態変化していた。これは、溶媒の蒸発を通じたネットワーク集合体からの結晶核生成および結晶成長によるものと考えられる。球状集合体やそれらが複数融合した短いファイバーからは生成しなかったことから、ナノチューブ集合体の形成には、分子集合体の形態が重要であることが示唆された。
（２）多様なテトラカルボン酸ジイミドとアダマンタン部位からなる新規環状分子を合成した。X線構造解析により、内部空孔をもつ環状構造であり、使用した再結晶溶媒によって形状が異なることが明らかになった。また、各種有機溶媒中で、多彩な分子集合体を形成することが示された。
（３）クロロフェノールをもつ二置換アダマンタン誘導体と3,6-ジクロロテトラジンとの芳香族求核置換反応により、環状構造を効率よく合成した。極性溶媒中では、球状ナノ粒子を経由して結晶が得られ、動的挙動を示した。溶液、固体状態で球状ナノ粒子は発光特性を示した。
（４）これまでに合成してきたアダマンタン部位を有する環状分子を基盤とした球状およびネットワーク集合体は、環状分子内の芳香族部位および各種官能基によって、濡れ性が異なることが示唆された。また、分子集合体の形態や単結晶などに関しても依存することが分かった。
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