2022 Fiscal Year Final Research Report
Developments of functions in solid-state molecular rotors and extension of them to topological chemistry
| Project/Area Number |
20K05650
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 35030:Organic functional materials-related
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
Setaka Wataru 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (60321775)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 人工分子ローター / 分子ジャイロコマ / 分子機械 / 誘電緩和 / 固体蛍光 / ビシクロアルカン / トポロジー構造化学 / 分子構造同相変換 |
|---|
| Outline of Final Research Achievements |
Macrocage molecules with a bridged π-electron system were designed and synthesized as artificial crystalline molecular rotors. These compounds were engineered as molecular gyroscopes, enabling the free rotation of the π-electron system even in the solid state. The research aimed to elucidate the relationship between molecular motion and composite function. For instance, thieno-thiophene dioxide bridged derivatives showed both solid-state dielectric relaxation and fluorescence properties, and the relationship between molecular motion and them were analyzed. Difluorophenylene and fluorene bridged derivatives displayed solid-state dielectric relaxation and fluorescnence, respectively. Furthermore, a simultaneous synthesis method for in/out isomers of macrocyclic bicycloalkanes was established from a siloxane cage, that was obtained as by-product through the synthesis of molecular gyrotops. The result provided evidence of the topological structural transformation of bicycloalkanes.
|
| Free Research Field |
機能物質化学
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高度に機能デザインされた分子の機能性は、現代日常生活を豊かにする材料として利用されている。特に、分子の一部がメカニカルな運動を示す分子機械研究分野では、分子運動に伴う蛍光特性変化など、機能応用が内外で期待されている。本研究では、機能の宝庫であるπ電子系が、固体内でも自由回転可能な分子ジャイロコマを設計・合成し、結晶内部におけるπ電子系回転子の運動観察法確立と基礎物性を明らかにしてきた。本研究ではこの系を機能物質化学へと発展させるため、固体誘電性と固体蛍光の複合特性を持つ系を合成し、それらの物性の分子運動との関係性を解明した。さらに分子構造トポロジー化学のような新しい化学へと展開させた。
|
