2014 Fiscal Year Annual Research Report
捩じれたπ電子系分子ピンセットを用いたカーボンナノチューブの光学分割
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24750123
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| Research Institution | Tokyo Gakugei University |
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Principal Investigator |
山田 道夫 東京学芸大学, 教育学部, 助教 (00583098)
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2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 分子認識 / カーボンナノチューブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、捩じれたπ電子系分子ピンセットを開発し、超分子化学的な相互作用について検証するとともに選択的な分子認識を利用したカーボンナノチューブ（SWNTs）の光学分割を最終目的として実施した。
第一に、キラルな分子骨格にTroger塩基骨格を採用した分子ピンセットについて設計・合成を行った。モデル実験として、はじめにC60と分子ピンセットの相互作用を検討したところ、分子ピンセットのキラル骨格中のπ共役系の拡張および側鎖のアルキル鎖の伸長に伴い、相互作用が強く働くことを見出した。以上の知見をもとにSWNTsとの相互作用について検討したところ、両端にフルオレンやピレンを導入した分子ピンセットではSWNTsの可溶化は見られなかったものの、ジチアフルバレンを導入した場合にはSWNTsを有機溶媒中に可溶化できることを見出した。
次に、キラルな分子骨格にビナフチル基をもち、側鎖にポルフィリンもしくはピレンを導入した分子ピンセットについても設計・合成した。SWNTsとの相互作用を検討した結果、いずれの分子ピンセットもSWNTsとの相互作用が働き、有機溶媒中にSWNTsをより効果的に可溶化することを見出した。発光スペクトル測定等からは、SWNTsと分子ピンセットの間にエネルギー移動が働いていることが示された。次に、キラルカラムにより光学分割を行なったキラルな分子ピンセットを用いてSWNTsの光学分割について検討した。その結果、SWNTsの光学分割には至らなかったものの、CDシグナルがSWNTsの可溶化に応じて変化することから、分子ピンセットSWNTsとの分子間相互作用により分子ピンセットのコンフォメーション変化が起きていることが示された。このことから、SWNTs表面と相互作用する有機分子のコンフォメーション変化を解析する手段としてキラルな分子ピンセットが有用であることを見出した。
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