2020 Fiscal Year Research-status Report
Synthesis and Functional Expression of Molecular Brakes with Rotaxane Framework
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19K05442
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
齋藤 慎一 東京理科大学, 理学部第一部化学科, 教授 (80283076)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 分子マシン / ロタキサン / 動的挙動 / インターロック化合物 / 大環状フェナントロリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ロタキサンは分子マシンの構成要素となる重要な分子の一つであり、環構造とダンベル構造が共有結合を介さず結びつけられている化合物である。本研究においてはロタキサンに分子ブレーキ機能（回転運動のオン／オフの機能）を付与することにより、ダンベル構造の回転というロタキサンの動的挙動を制御可能することを目指した。このような分子はこれまでにない特徴をもった分子マシンとして機能しうる。
今年度は昨年度に続き、動的挙動が制御可能な［２］ロタキサンの合成を進め、当初目的としていたブレーキ構造を有する［２］ロタキサンの合成に成功した。具体的には研究代表者らが独自に開発したロタキサン合成法を活用することにより、剛直な軸構造を持ち、巨大なトリアリールメタン骨格をダンベル部位に含む［２］ロタキサンの合成に成功した。とりわけフッ素原子をダンベル部位に導入することにより、その動的挙動を１９F NMRにて明らかにすることを狙った。
さらに、合成した［２］ロタキサンの動的挙動について１H NMR, １９F NMRを観測することにより確認したところ、意外なことにダンベル部位の回転運動の阻害は観測されず、分子ブレーキ機能が発現されていないことがわかった。低温では一般的に分子運動の速度が低下することから、低温下での分子ブレーキ機能の発現を期待し、低温NMR測定も行ったが分子ブレーキ機能の発現は確認できなかった。今後は［２］ロタキサンの構造を変更することにより目的とする分子ブレーキ機能を有する［２］ロタキサンの合成を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
目的化合物である［２］ロタキサンの合成を完了し、合成した［２］ロタキサンの動的挙動に関する知見が得られた。当初の予想に反し、今回合成した［２］ロタキサンにおける分子ブレーキ機能の発現は観測されなかったが、構造修飾を行うことにより目的とする分子ブレーキ機能を発現させる事が可能であると考えており、引き続き検討を進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
２０年度に合成した［２］ロタキサンにおいては分子ブレーキ機能が発現しなかったため、ロタキサンの構造を変更する必要が生じている。以下の通り構造を変更することにより、分子ブレーキ機能を有するロタキサンの合成を目指す。
（１）環構造のフェナントロリン部位に置換基を導入することにより効果的にブレーキ部位とダンベル構造が相互作用するロタキサンを設計、合成する。
（２）ブレーキ部位をよりかさ高くすることにより分子ブレーキ機能を発現させる。
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Research Products
(2 results)
