2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of environmental stimuli-responsive functional molecules based on intramolecular electron transfer
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18K05079
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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, 講師 (50506392)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 電子移動 / 有機ラジカル / 刺激応答性分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は分子内電子移動反応を鍵として、反応前後の状態変化を刺激応答性の機能へと発展させることを目指した。研究期間内に強力な電子供与性あるいは電子受容性をもつ分子骨格の開発とそれらを連結させた化合物を複数合成し、それらを多種多様な測定手法をもって様々な条件下で分析することで、外部刺激応答性を評価した。最終年度となる本年度は、これまでに合成した化合物の外部刺激応答性の評価を中心に研究を進め、成果の取りまとめを実施した。
電子受容性骨格としてのアクリジニウム、ピリジニウム、そして電子供与性性骨格としてのアンスロキシド、ガルビノキシド、シリノキシドが同種・異種間で直接結合した骨格をもつ化合物を研究期間中に複数合成した。電子受容性と電子供与性の骨格を結合した化合物は双性イオンとなり、溶媒の極性に応じた状態変化を実現することができた。例えば、アクリジニウムとアンスロキシドの組み合わせた化合物は溶媒極性に応じた構造異性化を実現した。また、アクリジニウムとガルビノキシド、あるいはピリジニウムとシリノキシドの組み合わせた化合物からは溶媒極性に応じた開殻化学種の発生が観測された。いずれの状態変化も刺激印加時の分子内電子移動が引き金となっていた。一方、電子供与性骨格同士を結合した化合物は、溶媒の粘度に応じた状態変化を示した。アンスロキシドを酸化的二量化したビアントロンは、溶媒の粘性が高くなるにしたがい、折り畳み構造からねじれ構造へと配座異性化した。ねじれ構造に含まれる柔軟な中央二重結合が溶媒分子集団からの影響（粘性抵抗）のなかでねじれ運動している機構を提案した。こうした刺激応答機構は前例がなく、新たな分子機能の開拓に成功したといえる。
現在も論文発表に向けた準備等の最終的な研究成果の取りまとめが続いているが、研究のさらなる発展に向けた新たな課題設定の検討も併せて実施している。
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