2021 Fiscal Year Annual Research Report
反芳香族分子の積層を鍵とする新規超分子集合体の構築と機能探索
| Project/Area Number |
21J14071
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
劉 思雨 名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
|
| Keywords | 反芳香族性 / ノルコロール / 三次元芳香族性 / ミセルカプセル / 超分子集合体 / 積層構造 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、反芳香族ノルコロールのπ積層を基盤とする新規超分子集合体の創成を目的とする。この目標を達成するために、共有結合により連結したノルコロール二量体を設計した。これらの二量体から超分子集合体を構築し、その電子物性の解明と機能性材料への利用を検討する。
超分子化学的なアプローチにより、積層した反芳香族化合物の構築を達成した。湾曲型の両親媒性分子からなる水溶性ミセルカプセルに対して、積層したノルコロールを内包することに成功した。近赤外領域のブロードな吸収帯が、内包されたノルコロールの積層に由来することを明らかにした。理論計算から、カプセル中に内包されたノルコロールの主要な構造を予想した。この研究は、反芳香族化合物の積層によって三次元芳香族性を実現する、簡便な方法を提供するものである。
次に、共有結合により連結したノルコロール二量体を合成した。ノルコロールを二量体にすることで、分子配列の制御に成功した。単結晶X線構造解析により、ドーナツ型、一次元らせん型および一次元zig-zag型の超分子を形成することを明らか にした。ノルコロールの積層距離は非常に短く、芳香族化合物の積層構造よりも近いことを発見した。このような密近接した積層は、ノルコロールどうしの強い軌道間相互作用を示唆している。現在は、共有結合により連結したノルコロール三量体の合成を進めている。三次元的な分子間相互作用を示す積層構造が発現すると期待している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定通り進んでいる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
超分子集合体の構造および物性を調べる。共有結合により連結したノルコロール二量体が固体状態でドーナツ型、一次元らせん型および一次元zig-zag型の超分子集合体を形成することを予備的に見いだしている。そこでまずは、紫外可視吸収スペクトルの温度・濃度依存性を調査することで、集合体を溶液中で形成させるに適した条件を模索する。さらに、時間分解マイクロ波伝導（TRMC）測定および電界効果トランジスタ（FET）によって電荷輸送特性を評価する。また、得られた一次元らせん型超分子集合体を原子間力顕微鏡（AFM）と円偏光二色性（CD）により測定し、一次元らせん型超分子の構造と電子物性を明らかにする。加えて、周辺に光学活性な置換基を導入することで、片方のヘリシティーを選択的に形成させる条件を模索する。最終的には、キラリティー誘起スピン偏極といった、π電子の非局在化とヘリシティーの両方が求められる物性の評価を行い、機能性材料としての利用を模索する。
|
