2021 Fiscal Year Research-status Report
Developments of functions in solid-state molecular rotors and extension of them to topological chemistry
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20K05650
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
瀬高 渉 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (60321775)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 分子機械 / 固体分子ローター / 誘電緩和 / 固体蛍光 / ビシクロアルカン / 同相変換 / 構造トポロジー化学 / 有機ケイ素化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、かご型分子骨格の内部にπ電子系を回転子として架橋した化合物を「分子ジャイロコマ」として合成し、固体分子ローターとして固体内部の回転子の分子運動観察とその機能利用を研究対象としている。
チエノチオフェンジオキシドは、大きなダイポールモーメントを持ち、かつ紫外線の照射により高効率の蛍光を示す。そこで、これを回転子とする分子ジャイロコマを合成し、固体内回転子運動を誘電緩和スペクトルで観察した。さらに回転すると固体蛍光強度が弱くなることを、量子収率の解析から明らかにした。これは、誘電発光材料としての応用展開が期待できる。この成果は材料化学の専門誌J. Mater. Chem. Cに掲載された(DOI:10.1039/D1TC00808K)。また、関連化合物としてベンゾチオフェンジオキシド架橋分子ジャイロコマを合成した。この化合物では、かご骨格による特異な電荷移動発光特性が観察された。この成果は有機化学の専門誌Org. Biomol. Chem.に掲載された(DOI:10.1039/D1OB01050F)。
一方、本研究ではこれらかご化合物を分子トポロジー化学への展開も研究対象としている。
巨大柔軟構造のビシクロアルカンは、２つの鎖の間を他の鎖がすり抜ける同相変換と呼ばれる特異な構造トポロジー化学を示す。本研究では、分子ジャイロコマ類似の架橋かご化合物から、ビシクロアルカンへと誘導し、同相変換の証拠となる２つのジアステレオマーの構造を明らかにした。この成果は有機化学の専門誌Chem. Commun.に掲載された(DOI:10.1039/D1OB01050F)。また、関連する柔軟大環状化合物の新規合成法確立し、生成物の２種類の構造が同程度の安定性を有することを明らかにした。この成果は化学の専門誌Chem. Lett.に掲載された(DOI:10.1246/cl.210234)。
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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
研究計画時の目標を達成し、論文報告できた。さらに、次の目標を設定することができ、解決に向けた取り組みを開始した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、固体分子ローターの機能化と分子トポロジー化学研究を推進する。
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| Causes of Carryover |
理由は、コロナ禍のため、学会がすべてオンラインで実施され、旅費の支出がなかったため。残額は、当該費目の次年度交付分とともに適切に執行する。
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Research Products
(16 results)
