Synthesis of hetero[3]rotaxanes with noble molecular shuttling directed toward higher-order molecular machines

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K14446
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Organic chemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Masai Hiroshi 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任研究員 (70793149)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ロタキサン / サーモクロミック

Outline of Final Research Achievements

In this work, a thermochromic response was developed by using a [3]rotaxane structure bearing an emission moiety. The two cyclic molecules covered the luminescent chromophore. Under a heat, the cyclic molecules thermally shuttled, so that the emission behavior of the [3]rotaxane was changed, where the chromophore was exposed to the surrounding other molecules. The luminescent changes could be repeatedly conducted under heating-cooling cycles.

Free Research Field

超分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

分子機械の重要なモチーフであるロタキサン構造において、熱シャトリングは比較的初期から報告されていたものの、停留点（ステーション）の制御が困難であることから、材料の物性を向上させる設計としてはほとんど用いられてこなかった。対して本研究は超分子構造の熱シャトリングを用いて、シャトリングを起こさない材料よりも鋭敏な熱応答性を発現したことから、センサ材料における新しい設計指針を示したと言える。