2022 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration on conjugated double helix molecules: control of the photophysical properties and dynamics
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20K05463
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 隆行 京都大学, 工学研究科, 准教授 (20705446)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 二重らせん / 置換基効果 / トリピリン / 溶媒効果 / 互変異性 / 単結晶X線構造解析 / 会合定数 / 錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、二分子間水素結合によりパイ共役二重らせん構造を形成するジアニリノトリピリンに関して、その置換基効果を中心に会合挙動の検討を行い、新たな光物性の発現を期待した。まず、トリピリンのメゾ位の置換基を4-メトキシフェニル、3-メトキシフェニル、4-トリフルオロメチルフェニル、3,5-ジ（t-ブチル）フェニル、ペンタフルオロフェニル基に変更してクロロホルム中での会合定数を算出した。比較対象のフェニル置換体に比べて、4-トリフルオロメチルフェニル置換体はわずかに会合定数が増大したが、3,5-ジ（t-ブチル）フェニル置換体では半分程度に、ペンタフルオロフェニル置換体では会合が見られなかった。X線結晶構造解析から、後者の２つは二分子間のパイスタックが有効でなく、特にペンタフルオロフェニル置換体はオルト位の置換基のせいでトリピリン骨格が滑らかにらせん構造を形成できないことがわかった。上記に加え、メゾ位にエトキシカルボニル基を置換したジアニリノトリピリンを合成したが、この場合はエトキシカルボニル基とNHとの分子内水素結合が優先して二重らせん構造を形成しないことがわかった。一方、この分子内水素結合は準安定構造であり、溶液中で徐々に安定なシソイドのトリピリン構造に戻りながら、溶液色を変化させることがわかった。また、いずれのトリピリン誘導体も発光が観測されなかった。
上記の考察をもとに、金属配位による構造固定と光物性の変調を期待し、トリピリンのホウ素錯体の合成をおこなった。フェニルボロン酸をホウ素源として用いた簡便な方法により錯体の合成に成功し、新たな分子内水素結合により擬環状構造を形成することが明らかとなった。このような擬環状パイ共役分子は珍しいが、発光は観測できなかったため、今後は詳細な光励起状態の解析が望まれる。
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