2024 Fiscal Year Annual Research Report
チエノアセン類を基盤とした環状分子による酸化還元活性集積体の創成
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22K05070
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
真崎 康博 北里大学, 理学部, その他 (60199677)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 真士 北里大学, 理学部, 教授 (20438120)
上田 将史 北里大学, 理学部, 講師 (60778611)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | チエノアセン / ポリチアアセン / ナノリング / ナノフープ / 有機多孔質固体材料 / 分子性集合体 / 含硫黄大環状分子 / π電子系分子集積構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体内部にナノサイズの空孔を有する多孔質固体材料は，分子認識に基づく小分子の貯蔵や輸送，分離精製などの機能を発現する材料として期待されている．また，これにイオンキャリア分子を構成成分として導入することで，高いイオン伝導性の発現が注目されている．しかしながら，一般的に既知の金属有機構造体(MOF)や共有結合性有機構造体(COF)などの多孔質固体材料は，酸化還元に関与しない構成単位によって骨格の大部分が占有されているため，単位重量あたりに換算した電子容量が活物質材料の期待値に満たないという問題を抱えている．本課題では，酸化還元活性なオリゴチオフェン類やチエノアセン類、チアントレンやテトラチアペンタセンなどのポリチアアセン類を構成単位とした大環状分子の集積構造を緻密に制御することにより，ナノサイズの空孔チャネルを構築し，特異な電気伝導性や充放電特性を発現できるような純有機多孔質材料の開発を志向した誘導体の合成および基礎物性評価を行なった．
本年度は，チアントレンを組み込んだチアピラーアレーン誘導体および類縁体や，軸不斉ビナフチルをビチオフェンで架橋した環状二量体や三量体の合成に成功した．一部の分子は大環状多角形構造に基づく分子タイリングおよびチャネル構造の構築に成功した．また，希釈溶液中において構成単位による明確な酸化波を観測したことから，これらの分子系が本課題の目指す，酸化還元活性な純有機多孔質性材料として有用であることを見出すことができた．加えて，構成単位分子や分子構造および配座に由来した蛍光やリン光，円偏光発光などを示すことが判明しており，発光色素材料への展開も可能であることから，引き続き詳細について検討を進めていく．研究期間において，合成手法の確立および種々の誘導体の開発に成功し，これらの分子を用いた体系的な評価を行う上での基盤を構築することができた．
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