2023 Fiscal Year Annual Research Report
プロペラ型分子を用いた多環π共役面で囲まれた空間の創出
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21K14611
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
加藤 研一 京都大学, 工学研究科, 助教 (10879406)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | プロペラン / 空間 / 立体骨格 / 吸着特性 / ねじれ / 非晶質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、通常の平面π共役分子とは異なり立体構造を有するπ縮環プロペラン骨格に着目し、π共役系の立体性や骨格周囲に生じる空間の活用に取り組んでいる。
これまでに合成した網状高分子の小分子吸着特性は理論的な最大容量を下回っていた。その理由の１つとして、設計した空孔が大きく反応剤の取り込みや相互侵入が頻繁に起こることが考えられたため、連結部分を1,3,5-三置換ベンゼンに置き換えた高分子固体を合成して吸着特性を調査した。結果的に根本的な問題解決には至らなかったものの、結合様式の違いに基づく吸着質選択性について新たな知見を積み重ねることができた。
π縮環プロペランのねじれに関する系統的な調査の結果、すべてがビフェニル部位である[4.4.4]プロペランでは約150°Cで一晩加熱してもねじれ反転を起こさないことが実験的に確かめられた。[4.4.3]体、[4.3.3]体についてもCD、NMR測定によって反転が理論値におおよそ一致した速度で起こることが分かった。また、ねじれ角を変化させたときのエネルギーをプロットすることで、ねじれのない構造が最安定の[3.3.3]体もトリプチセンに比較して顕著にねじれを許容する性質があると示唆された。
フルオランテンへπ拡張した[3.3.3]プロペランについて、周囲のアルコキシ鎖長を変更しながら結晶粉末と非晶質フィルムのどちらになるかを調査した。いずれも融点またはガラス転移点は室温よりやや高い温度となったが、特に紫外可視吸収スペクトルにおける吸収末端の変化から、炭素数5以降でフルオランテン同士にπ/π積層相互作用のほぼない均一な集合状態に至ることが示された。このときの中心骨格に対する周辺回転可能部位の比率は、類似分子に比較して非常に低く、この骨格が非晶性の材料創出に有用であることが分かった。
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Research Products
(26 results)
