| 研究課題/領域番号 |
20H02724
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 名古屋市立大学 |
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研究代表者 |
雨夜 徹 名古屋市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (20397615)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | スピロビフルオレン / スピロ共役 / 二重らせん / 三次元π共役 / 大環状化合物 / キラル / ホストゲスト化学 / 不斉認識 / 水素結合 / 水素結合性有機フレームワーク / キロプティカル特性 / 織り構造 / オリゴフェニル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ユニーク且つ未踏のジオメトリー有するπ共役系化合物をスピロビフルオレンの連結を基軸とし創成する。このようにスピロビフルオレンを含む分子群では、空間を介した軌道相互作用（スピロ共役）による空間的な共役が期待できる。これらの分子の特性を追求し、３次元π共役系の科学を拓く。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ユニーク且つ未踏のジオメトリーを有するπ共役系化合物群をスピロビフルオレンの連結を基軸とし創成するとともに、得られた３次元構造体のキラル空孔における分子認識、キロプティカル特性、空間的な軌道相互作用に基づく３次元的な共役、を明らかにすることを目指し検討を重ねている。今年度は、キラルなスピロビフルオレン環状オリゴマーにおける内部のキラル空孔におけるゲスト認識能について、検討を行った。具体的には、キラルなスピロビフルオレン環状３量体あるいは環状４量体の末端に水酸基をそれぞれ６つおよび８つ導入したマクロサイクルを合成し、塩基性水溶液中において、種々のゲスト分子の包接能を１ＨーＮＭＲおよび等温滴定型カロリメトリー（ＩＴＣ）を用いて解析した。その結果、４級アンモニウム塩をはじめとするカチオン性ゲストを包接できることを明らかにした。特に、スピロビフルオレン環状４量体は、コバルトセニウムカチオンを強く包接することを明らかした（結合定数：3.0 × 105 M-1）。生理活性物質として、Ｎ-メチルニコチン酸（トリゴネリン）の包接も可能であった。また、キラルなゲストとして(L)-カルニチンを用い、Ｐ体とＭ体のスピロビフルオレン環状４量体の包接能の違いを調べた。その結果、Ｍ体の方がＰ体よりも２．７倍も結合能が強いことが明らかになった。すなわち、本ホスト分子を用いて、水溶液中において不斉ゲスト認識を達成できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度は、水溶性のキラルスピロビフルオレン環状オリゴマーを合成し、それをホスト分子として不斉ゲスト認識を行うことを目指し、研究を展開した。実際、目的分子の合成を達成するとともに、不斉ゲスト認識もデモンストレーションできたため、おおむね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、キラルスピロビフルオレン環状オリゴマーの機能を開拓すべく、ラジカルカチオン状態としたときの電子移動特性などを調べる。さらに、スピロ炭素のかわりに、結合切断が可能なスピロケイ素分子を合成する。末端を適切な官能基に変更したのちに、分子内で制御してつなぐことができれば、脱ケイ素後、結び目構造や織り構造が構築できる。このように、合成化学を基軸とする新規化合物創成とその構造特性を明らかにする研究を展開する。
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