| 研究課題/領域番号 |
21K20533
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0501:物理化学、機能物性化学、有機化学、高分子、有機材料、生体分子化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
大谷 俊介 京都大学, 工学研究科, 助教 (90911503)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 環状分子 / ケイ素 / ヘテロ元素 / ホスト-ゲスト化学 / ホスト－ゲスト相互作用 / 柔軟な発光分子 / 分子認識 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
14族元素を架橋部位として用いることで柔軟な環状ホスト分子を構築し、ゲスト分子の包接による発光色変化を調査する。この時、ゲスト分子の包接によって柔軟な環状ホスト分子の構造変化が引き起こされ、ゲストの種類によって異なる発光色応答を示すと期待できる。従来の分子認識はゲストの包接により、単に発光のオン/オフを示すものが大半であったが、環状分子の柔軟性を活用することで、発光色変化を伴う新たな分子認識機構を提示することができる。
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| 研究成果の概要 |
架橋部位にケイ素原子を有する環状分子の合成に成功した。このとき、環サイズの異なる環状分子の単離及び単結晶構造解析に成功した。その結果、結晶構造で観測された環構造は環サイズにより大きく異なることを見出した。また、当初期待していた通り、環状分子をヘテロ元素により架橋することにより、吸収スペクトル及び発光スペクトルが長波長側にシフトすることが明らかになった。一方で、当初期待していたゲストの種類によって発光挙動が切り替わる現象は観測されなかったが、発光特性における環サイズの依存性を確認することができた。本研究の遂行により、構造有機化学や光化学分野における重要な知見になりうると期待している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
すべての状態で同じ発光色を示す『剛直な発光分子』に対して、『柔軟な発光分子』は、容易に構造変化を引き起こし、分子の集合状態に応じて発光色が切り替わる『環境応答性の発光』を示す。一方、この柔軟な発光分子の歴史は浅く、その柔軟性に基づく機能性は単一の分子系で発現するものが大半であった。したがって、二種類以上の分子を組み合わせる、『多成分系』における『柔軟な発光分子』の機能性は未踏領域であり、その機能性や分子設計指針が明らかになれば、新たな原理に基づくセンサー材料の開発が可能である。
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