2023 Fiscal Year Annual Research Report
キラル認識プロセスの分子論的考察ー分子構造と光学非対称性からー
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20H00333
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
桑原 裕司 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00283721)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
服部 卓磨 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (10876965)
大須賀 秀次 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (50304184)
森川 良忠 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (80358184)
齋藤 彰 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90294024)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | キラル認識 / STM-TERS / ヘリセン誘導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、キラル認識のメカニズムを、その分子配向・電子状態、および光学非対称性の単一分子レベル解析を通して考察・解明することを目指す。キラル分子として、安定性、構造の単純性に優れたヘリセン誘導体を研究対象とし、各種ヘリセン誘導体の合成およびキラル分離、固体表面上での低次元自己組織化構造の制御を行ったのち、STM/STS、申請者らが開発したOA-TERSを中心としたナノスケール複合分析システムを用いて、局所的な分子配列・配向と、ラマン振動状態解析・光学活性計測とを連動して、実空間、分子スケールでの電子状態・光学特性・振動特性を総合的に評価し、詳細な理論解析を遂行して、螺旋キラル分子のキラル認識メカニズムを科学する。
本年度は、最終年度として、さまざまなヘリセン誘導体の表面周期構造から解析したキラル認識状態の解析、計算シミュレーションによる最終安定構造までの時間追跡、官能基に強く依存した、特異な表面周期構造の評価とそのキラル認識メカニズムの考察など、総合的な視点から研究のまとめを行った。
・STM観察では、6種類のヘリセン誘導体（ラセミ体、各エナンチオマー）の分子レベルでの表面配列構造、その吸着モデル構築、分子配向の同定などを行い、分子レベルでのキラル認識における合理的な解釈を行った。
・分子動力学計算、第一原理計算による基板上での分子配向、分子間相互作用、周期配列構造の予測を行い、実験との良い一致をみた。
・探針誘起ラマン分光法(TERS)により、すべてのキラル誘導体分子のTERS測定を行い、理論計算との比較を行った。一方、円偏光ラマン分光については、理論計算によるラマン光学活性が可能となった。実験では赤色レーザー導入による増強度の向上を試みたが、現在のところ優位な光学活性の取得までは至らなかった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
研究内容、業績リスト等、随時更新してアップデートしている。
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