2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of structural organic chemistry in a mesoscopic-size region by means of single crystal X-ray analysis
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17H04872
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
猪熊 泰英 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (80555566)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ポリケトン / 単結晶構造解析 / 発光材料 / ロタキサン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脂肪族ポリケトンの構造誘起を基盤として、機械的連動分子ロタキサン、固体発光材料、金属イオン吸着材料の開発に成功した。ロタキサン合成においては、ピラー[5]アレーンを環状ホストとし、有機溶媒中での弱い分子間相互作用を駆使したテトラケトンの内包反応に成功した。また、固相でのBF2錯体形成反応を使って、超分子的に得られた擬似ロタキサンを完全にロックすることにも成功した。これによって、柔軟なポリケトンを溶媒中でも直線型コンフォメーションに固定することができた。このコンフォメーション固定は、ケトン上に色素を導入することによっても確かめることができた。
脂肪族ポリケトンのカルボニル基に対して、段階的に複数の機能性官能基を導入することにも成功した。ケトーエノール互変異性をイソピラゾール環によるマスク化反応によって制御することで、分子量が500以下の小分子ながらも微量の金属イオンと効果的に錯形成し、固体発光の劇的な変化としてセンシングできる色素の開発に繋がった。この課程でも、反応１段階おきに単結晶X線構造解析によって分子構造を確認しながら修飾反応を行ったことが材料開発成功の鍵となった。
また、前年度までに合成報告した、多分散のポリケトンから誘導される難溶性の共役ポリイミンに関して、金属イオン吸着材料としての性質を見いだした。アセトニトリル中において、わずか1 ppm以下の２価10族金属イオン（ニッケル、パラジウム、白金）を90%以上吸着できるとともに、繰り返し使用も可能な吸着材になることが実験的に示された。
最終年度にあたる本年度は、ポリケトンの構造に由来した多くの機能性材料を開発できたことで、本研究が目標とした構造と機能の相関において、研究の出口にあたる部分を実例をもって示すことができたと考えている。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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