2020 Fiscal Year Annual Research Report
湾曲したπ共役面の自己集合を活用した新規蛍光材料の創製
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19K23623
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山科 雅裕 東京工業大学, 理学院, 助教 (80847153)
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2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 分子内包 / 湾曲したパイ共役系 / ホストーゲスト / ケージ分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、湾曲したパイ共役面の自己集合に立脚した蛍光材料の開発を目的とする。ホスト-ゲスト化学において、パイ共役系分子は疎水環境を提供するほか、ホスト-ゲスト間でのパイ-パイやCH-パイ相互作用を通じてゲスト分子を強く捕捉する。さらに環内に非局在化するパイ電子に由来した特異な光学特性を有し、その性質は共役系を拡張することでより一層興味深さを増すことが知られている。この特性を活かし、従来のホスト分子は主に平面的な芳香族分子で構成されてきた。一方で、湾曲したパイ共役分子を基盤としたホスト分子は、特異な分光学的な特性と幅広い分子内包能を同時に発現可能であるにも関わらず、その報告例は限定的であった。そこで研究代表者は、湾曲したパイ共役系分子を合成し、その自己集合と分子内包で発現する特異的な分光特性を明らかにすることを目的とした。本年度では、初年度に合成した湾曲したパネル分子で構成された金属架橋ケージに関し、その分子内包の適応範囲の探索と空間の性質を量子化学計算の観点から評価した。その結果、種々の多環芳香族分子の内包に成功すると共に、一般的に困難である複数分子のヘテロ内包にも成功した。ヘテロ内包されたゲスト分子は、湾曲した面からの反遮蔽効果から異常なNMRのケミカルシフトが観測された。また、ケージの内部空間に対して３次元的に拡張させたNICS計算を用いた結果、空間内の反遮蔽領域の分布を明らかにすることにも成功した。
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