2013 Fiscal Year Research-status Report
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25620050
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
鈴木 孝紀 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70202132)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 酸化還元 / 応答性分子 |
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| Research Abstract |
本申請中でのもっとも重要な命題（MFMS）Maximum Function on Minimum Skeleton（MFMS）は、「如何にして単純な骨格に多用な機能を盛り込むか」であり、今年度は、熱・光・電場などの外部刺激に対してその物性値を可逆的に変化させる応答性分子に注目した。C9,C10位にジ（スピロアクリダン）骨格の置換したジヒドロフェナントレン誘導体1aはヘキサフェニルエタンと類似した部分構造を持ち、電気化学的入力に対してC9－C10『エタン結合』の切断による安定なジカチオン2a2+の生成を伴いながら、UV-Visおよび蛍光スペクトルの変化する多重出力エレクトロクロミズム応答を示す。1a及び2a2+はいずれもヘリシティ、軸不斉といった不斉要素を持つが、室温でもその立体配置は容易に反転する。一方、適切な分子設計を行い1a及び2a2+の立体反転を抑制すれば、ジヒドロフェナントレン誘導体キラルカラムを用いた光学分割が可能であり、また、立体配置を保ったまま対応するジカチオンと相互変換できると考えた。実際にC4,C5位にメチル基を導入した1bやジベンゾ縮環体1cを新たに合成して検討を進めたところ、、1b,cや2b,c2+の立体配置は安定であり、ねじれたπ系を有する光学活性な酸化還元対が非常に大きな円二色性（CD）を示すため、1b,c/2b,c2+の電気化学的相互変換では、これまでの応答に加えCDを更なる出力とした多重出力応答挙動を示すことが明らかとなった。これは、既存の骨格にごく小さな構造的摂動を加えることで、新たな機能を付与できたこと示す例であり、MFMSの遂行が成功したことを意味する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要に記載した研究の途上で、1a-cの低温X線構造解析を行い、『構造的遠隔立体効果』とも呼ぶべき実験結果を得た。別途合成した複数の化合物についての更なる検討を含めて、効果の存在の立証ならびに効果発現に機構を明らかにできたことは、計画を超える成果であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度MFMSの遂行が成功した例をもとに、多重出力応答の可能な骨格を複数連結する方法、複数連結した場合の応答挙動の変化について検討を進め、最終的にロッド状のオリゴマー化が可能な物質へと展開する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本研究では、置換基や骨格の異なる様々な化合物を系統的に合成し、その特性を網羅的に探索する内容を含む。初年度に、大量の合成試薬や溶媒を購入し、多くの化合物合成をおこなう計画であったが、初期の段階で興味深い特性を示す分子に行き当たり、他の物質の合成実験に先立って、そのものの物性検討実験を行った。そのため次年度に、置換基や骨格の異なる様々な化合物の合成を行うこととした。結果として計画よりも、初年度に購入する合成試薬や溶媒が減り、差額が生じた。
次年度は、置換基や骨格の異なる様々な化合物の合成を行うための消耗品、物品の購入が当初計画よりも多くなる予定であり、差額は次年度の研究遂行に必要である。
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Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Oxidative Protonolysis of the Expanded Central C-C Bond in a Di(spiroacridan)-type Hexaphenylethane Derivative Accompanied by UV-vis, FL, and CD Spectral Changes2014
Author(s)
T. Suzuki, Y. Kuroda, K. Wada, Y. Sakano, R. Katoono, K. Fujiwara, F. Kakiuchi, T. Fukushima,
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Journal Title
Chem. Lett.
Volume: 43
Pages: 887-889
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Electrochiroptical Response in Aqueous Media: 9.10-Dihydrophenanthrene-9,10-diyl Dications with Michlar's Hydrol Blue Chromophores Attached with Oligoethylene Glycol Units,2014
Author(s)
T. Suzuki, K. Hanada, R. Katoono, Y. Ishigaki, S. Higasa, H. Higuchi, H. Kikuchi, K. Fujiwara, H. Yamada, T. Fukushima,
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Journal Title
Chem. Lett.
Volume: 43
Pages: 982-984
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Electrochromic and unique chiroptical properties of helically deformed tetraarylquinodimethanes generated from less hindered dicationic precursors upon reduction,2014
Author(s)
T. Suzuki, Y. Sakano, T. Iwai, S. Iwashita, Y. Miura, R. Katoono, H. Kawai, K. Fujiwara, Y. Tsuji, T. Fukushima,
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Journal Title
Pure Appl. Chem.
Volume: 86
Pages: 507-516
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Expandability of Ultralong C-C Bond: Largely Different C1-C2 Bond Length Determined by Low-temperature X-ray Analyses on Pseudopolymorphs of 1,1-Bis(4-fluorophenyl)-2,2-bis(4-methoxyphenyl)pyracene,2014
Author(s)
T. Suzuki, Y. Uchimura, F. Nagasawa, T. Takeda, H. Kawai, R. Katoono, K. Fujiwara, K. Murakoshi, T. Fukushima, A. Nagaki, J. Yoshida
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Journal Title
Chem. Lett
Volume: 43(1)
Pages: 85-88
Peer Reviewed
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[Journal Article] 7,7,8,8-Tetraaryl-o-quinodimethane Stabilized by Dibenzo-annulation: A Helical pi-Electron System that Exhibits Electrochromic and Unique Chiroptical Properties,2013
Author(s)
T. Suzuki, Y. Sakano, T. Iwai, S. Iwashita, Y. Miura, R. Katoono, H. Kawai, K. Fujiwara, Y. Tsuji, T. Fukushima,
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Journal Title
Chem. Eur. J.
Volume: 19(1)
Pages: 117-123
Peer Reviewed
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[Journal Article] Hydrindacene-based acetylenic macrocycles with horizontally and vertically ordered functionality arrays,2013
Author(s)
H. Kawai, T. Utamura, E. Motoi, T. Takahashi, H. Sugino, M. Tamura, M. Ohkita, K. Fujiwara, T. Saito, T. Tsuji, T. Suzuki,
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Journal Title
Chem. Eur. J.
Volume: 19(14)
Pages: 4513-4524
Peer Reviewed
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[Journal Article] Redox switching of conjugation length using 9,9,10,10-tetraaryl-9,10-dihydrophennanthene as an ON/OFF unit: Preparation, X-ray structure, and redox properties of perfluorobiphenyl derivative and its SNAr reactions to pi-extended analogues,2013
Author(s)
T. Suzuki, H. Tamaoki, R. Katoono, K. Fujiwara, J. Ichikawa, T. Fukushima,
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Journal Title
Chem. Lett.
Volume: 42(7)
Pages: 703-705
Peer Reviewed
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[Journal Article] 5,10-Dihydrobenzo[a]indolo[2,3-c]carbazole: A highly fluorescent disk-shaped electron donor exhibiting dual UV-Vis-NIR and fluorescence spectral changes upon electrolysis2013
Author(s)
T. Suzuki, Y. Tokimizu, Y. Sakano, R. Katoono, K. Fujiwara, S. Naoe, N. Fujii, H. Ohno,
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Journal Title
Chem. Lett
Volume: 42(9）
Pages: 1001-1003
Peer Reviewed
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[Journal Article] Preparation, properties, and X-ray structures of bis(10-methyl-9- methyleneacridan)-type electron donors with a thiophene/bithiophene/terthiophene skeleton: Redox switching of thiophene-thienoquinoid structure accompanied by UV-Vis-NIR electrochromic response2013
Author(s)
T. Suzuki, Y. Hoshiyama, K. Wada, Y. Ishigaki, Y. Miura, H. Kawai, R. Katoono, K. Fujiwara, T. Fukushima,
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Journal Title
Chem. Lett
Volume: 42(9）
Pages: 1004-1006
Peer Reviewed
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[Journal Article] Time-integrated one-pot synthesis, X-ray structure, and redox properties of electrochromic 1,3-diarylisobenzofurans2013
Author(s)
T. Hamura, R. Nakayama, K. Hanada, Y. Sakano, R. Katoono, K. Fujiwara, T. Suzuki,
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Journal Title
Chem. Lett
Volume: 42(10)
Pages: 1244-1246
Peer Reviewed
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