2019 Fiscal Year Annual Research Report
ロタキサン形成により外界から遮断された“分子封止型色素”の光化学と応用
| Project/Area Number |
19H02699
|
|---|
| Research Institution | University of Toyama |
|---|
Principal Investigator |
井上 将彦 富山大学, 大学本部, 理事・副学長 (60211752)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大石 雄基 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (00778467)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | ロタキサン / シクロデキストリン / バイオプローブ / 円偏光発光 / フォトクロミック材料 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
シクロデキストリン内にパイ共役系蛍光分子を封止したロタキサン型蛍光色素は，シクロデキストリンの包接により特定数の蛍光分子が外部環境から遮断されているので，量子収率が溶媒に依存しない，極めて耐光性が高い，濃度に依存せずエキシマー発光を示す等，特異な光物性を示す。この封止化による特長を活かし，①究極の単一分子イメージングに適したバイオプローブ，②多彩なカラーバリエーションを有する円偏光発光分子，③薄膜状態でも安定して異性化するフォトクロミック分子，の３種の革新的な機能性分子を開発する。そして本研究を通し，未だに報告例の少ない“分子封止型色素”を色素の一分野として確立することを目指す。
これまでに，①に関しては，スクアリリウム色素包接ロタキサンの合成に取り組んでいる。当初は水中で有効に働く縮合剤 DMT-MM を用いたロタキサン化を試みていたが，うまく行かなかった。現在，テンプレート制御クリック法を利用したロタキサン合成を行うことを考えており，その前駆体の合成まで成功している。②については，ピレンを2成分包接した［8］ロタキサンや［7］ロタキサンをテンプレート制御クリック法を利用して合成することに成功した。また，それらのロタキサンは CPL 活性を評価したところ，高い異方性因子を示すことが明らかとなった。さらに，包接するするシクロデキストリンによって，ロタキサンのCPL活性が変化することを明らかにした。③に関してはスピロピランを包接したロタキサンの合成を目指し，その前駆体の合成を行っている段階である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
スクアリリウム色素包接ロタキサンに関しては，その前駆体の合成法を確立した。今後，テンプレート制御クリック法を利用して，ロタキサン化を検討する。円偏光発光性色素型ロタキサンに関しては，［8］ロタキサンや［7］ロタキサン類の高収率な合成に成功し，その CPL特性を評価する段階に至っている。フォトクロミック型ロタキサンについては，すでにその合成に着手しており，合成経路の確立を順調に進めている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
スクアリリウム色素包接ロタキサンの合成法を確立し，その光安定性の評価を行う。併せて，内部の色素をピレンやペリレン，アントラセンに変更したものも合成し，その光物性を明らかにすることで，分子封止型色素の光物性に関する理解を深める。円偏光発光性色素型ロタキサンに関しては，リンカー長やシクロデキストリンの種類を検討することで，高い異方性因子を示すロタキサンの構造を探索する。さらに円偏光発光性ロタキサン型ポリマーの合成も検討する。フォトクロミック型ロタキサンについては，合成法を確立し，その光物性を明らかにする。
|
