2021 Fiscal Year Annual Research Report
Toward a novel response system based on dynamic structural change of redox-active quinodimethane-type molecules
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20J20972
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
菅原 一真 北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 構造有機化学 / X線結晶構造解析 / 結晶多形 / 超混雑エチレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究に先立って、テトラアリールアントラキノジメタン誘導体の溶液及び固体状態における二重のクロミズム応答を明らかにした。そこで得られたテトラアリールアントラキノジメタンが持つ酸化還元特性を踏まえ、その特異な分子構造とそれに基づくdyrex特性を利用することで革新的な研究展開を行うことが可能である。
昨年度に引き続き、テトラアリールアントラキノジメタン誘導体の分子構造に着目した研究を推進した。昨年度までに、四つのアリール基と中央のアントラキノジメタン骨格との間（フィヨルド領域）の立体障害を適度に軽減させた新規のアントラキノジメタン誘導体を新たに設計・合成した。この分子において、擬多形結晶中で折れ曲がり型構造とねじれ型構造、さらには平面型構造やこれらの中間ともいえる構造の発現を達成した。本年度は、これらの結晶の色調や発光挙動に着目した研究を行った。すなわち、結晶中で発現した構造に応じてHOMO／LUMO順位が変調することを見出し、その電子配置の違いに応じて結晶の色調や発光色が異なることを明らかとした。また、結晶をすりつぶすことで色調および発光色が変化するメカノクロミズムおよびメカノフルオロクロミズムを示すことを見出した。本研究は、独自の分子設計により、有機分子ではいまだ報告例が限られている、配座変換に由来した発光特性制御を実現したものであり、これらの構造を外部刺激により制御することで、センサー材料などへの応用も期待される。
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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
現在までに、結晶中で新規のアントラキノジメタン誘導体が複数の結晶（構造）を示し、その電子配置の違いに応じて結晶の色調や発光色が変化することを見出した。すなわち、有機分子ではいまだ報告例が限られている、配座変換に由来した発光特性制御を実現したものであり、これらの構造を外部刺激により制御することで、センサー材料などへの応用も期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
アントラキノジメタン誘導体のdyrex特性に焦点を当て、現在までに見出した分子構造の多様性に基づく特異な酸化還元特性を利用する。具体的には、電子的特性及び立体的特性の異なる置換基を導入することで、電子ドナーあるいはアクセプターとして機能し得る誘導体を構築する。これにより、酸化還元特性のファインチューニングを行うことで、前例のないドナー-アクセプター系の創製に向けた研究を推進する。
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Research Products
(2 results)
