Structural Design of Supramolecular Conjugated Molecules with High Charge Transport Ability

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22179
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 33:Organic chemistry and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Terao Jun 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00322173)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 超分子化学 / カテナン / テンプレート合成 / ポルフィリン

Outline of Final Research Achievements

In this study, we synthesized [3] catenane consisting of two cyclic Zn porphyrin dimers and one cyclic Ru porphyrin dimer, and utilized the coordination bond between Zn and Ru porphyrins and a nitrogen-based ligand to form a cyclic molecule. We aimed to realize multi-state control for motility. As a result, the internal pores of the cyclic Zn porphyrin dimer have a structure in which the Ru porphyrin derivative penetrates through the bidentate ligand 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO) [3] catenane. Succeeded in synthesizing 1. In the obtained 1, all the cyclic molecules that are the components are linked to each other via a coordination bond, and the motility of the cyclic molecules is greatly restricted.

Free Research Field

超分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

[3]カテナン中における環状Znポルフィリンダイマーの独立した運動性が異なる三つの超分子構造のスイッチングを達成した。また、[3]カテナンの異なる超分子構造間での発光特性を比較したところ、超分子構造のスイッチングに付随して環状分子間の光誘起電子移動の効率が変化し、その結果、蛍光強度が調整可能であることを見出した。従って、[3]カテナン中のポルフィリンに対して配位点の数の異なる配位子を適切に錯化させることにより、環状分子の運動性の制御を伴う超分子構造のスイッチングが物性の制御にも繋がることを明らかにした。