2021 Fiscal Year Annual Research 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 | ロタキサン / 分子ブレーキ / 動的挙動 |
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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。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になる。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するが、合成が困難であるためにこのようなロタキサンの合成例は報告されていない。そこで研究代表者は「ロタキサン特有の分子構造を活用した分子ブレーキを創出できるのではないか？」と着想した。本研究で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、分子ブレーキとして機能する新規ロタキサンを合成することを目的とした。新規構造を有する分子ブレーキを創出することを通じて分子マシン研究の進展に大きく貢献する事を目指した。
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。
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。さらに構造の一部を変更した［２］ロタキサンの合成にも成功したが、当初目的とした分子ブレーキ機能の発現は確認されなかった。
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Research Products
(13 results)
