2023 Fiscal Year Annual Research Report
Structural chemistry of chiral diamond twin
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22K20527
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
福永 隼也 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90962390)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Keywords | キラリティ / ナノカーボン / ダイアモンドの双子 / 構造化学 / π電子 / 超分子化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイアモンドは物性のみならずその美しい構造も科学者の興味を惹き続けており，長年にわたって研究対象となっている.その構造の特徴は「強等方性」と「完全対称性」という性質により表現されるが，近年ではその特徴を併せ持つ新しい炭素性3次元物質「ダイアモンドの双子」の存在が提唱されている.特筆すべきは，ダイアモンドの双子には，ダイアモンドにはないキラリティが存在するという点である.「ダイアモンドの双子のキラリティに着目した構造化学」と題した本研究は，ダイアモンドの双子に存在するキラリティの性質を構造化学の観点から解き明かそうとするものである.
ダイアモンドの双子の最小かご分子をベースとした種々の分子設計を行い，1.構造拡張・2.超分子化学・3.ヘテロ元素ドープの3つのテーマで結果が得られた．1.構造拡張では，二重に連結したかご構造を持つ分子の合成と構造解析に成功し，そのキラリティが伝播しうることを見出した．2.超分子化学では，キラルなかご構造の内部に小分子のゲストが包接されることを発見し，包接されるゲストの数（会合比）を決定する新たな手法の提案へとつながった．3.ヘテロ元素ドープでは，かごの腕の部分に窒素原子を組み込んだ分子の設計
・合成に成功し，金属と配位してキラルな錯体を形成することを見出した．以上，ダイアモンドの双子のキラリティに着目した構造化学を展開し，超分子化学としての応用など予想外の発見を含む成果を得ることができた．
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