| 研究領域 | 高次複合光応答分子システムの開拓と学理の構築 |
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| 研究課題/領域番号 |
26107009
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
横山 泰 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60134897)
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| 研究分担者 |
生方 俊 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00344028)
川村 出 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20452047)
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| 研究期間 (年度) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| キーワード | フォトクロミズム / ジアリールエテン / スピロピラン / 全光制御 / 蛍光スイッチング / ヒト血清アルブミン / エナンチオ選択性 / ポリジメチルシロキサン |
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| 研究実績の概要 |
平成29年度には以下のことを行った。
①ジアリールエテンは通常熱不可逆なフォトクロミズムを示す。しかし、側鎖にジアルキルアニリノ基を有する場合、プロトン付加によって熱可逆になると報告されている。我々は、可視光照射によってメロシアニン型からスピロ型に光異性化する際に強酸を発生するスピロピランを用いて、光によって発生させた酸によって他のフォトクロミック分子の様々な物性を全光制御する研究を行ってきたが、29年度には、ジメチルアニリノ基をもつジアリールエテンの熱可逆・不可逆性の制御を行った。また、ジメチルアニリノ基とは別の側鎖の上の置換基の電子供与性を増すと、熱可逆性がより強まることを明らかにした。現在論文執筆中である。
②ビスベンゾチエニルエテンのイオウ原子を酸化すると、非発光の開環体が閉環体になると強い蛍光を発するようになる、いわゆるターンオン型の蛍光スイッチングが起きる。この化合物の両末端に蛍光性置換基を導入し、これら蛍光性置換基と閉環体コア部分の、フォトクロミズムにおける協同性を調べた。その結果、イオウ原子を酸化しないと開環体の蛍光性置換基からの発光が観測されるが、イオウ原子を酸化すると開環体は発光せず、閉環体ではコア部分の発光が優先し、強い発光が見られることが分かった。その場合、フォトクロミックコアと蛍光性置換基の間にビフェニル構造をもたせて分子のねじりを加えると発光が強くなることが分かった。論文発表した。
③ヒト血清アルブミン中における、4位に置換基をもち、2位でエテン部に接続したビスチエニルエテンのエナンチオ選択的フォトクロミズムを調べた。その結果、ジカルボン酸が非常に高いエナンチオ選択性を示すことが分かった。現在論文執筆中である。
④ナフトピランをポリジメチルシロキサンエラストマーにペンダントすると、ドープするよりも高濃度で導入できることが分かった。論文発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
平成28年度までに得られた成果を元に、順調に発展させることができている。成果の①と③について論文発表がまだなので、早急に発表する。
上記の成果②と④は当初の研究計画にはなかったが、本新学術領域研究の目的に沿った研究であり、平成29年度中に研究を完成して論文投稿、発表を行うことができた。②は掲載号の表紙にその概念が掲載された。
このように、本研究は非常に順調に進捗している。
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| 今後の研究の推進方策 |
①平成28年度に論文発表した、プロトン酸の有無でフォトクロミズムを示す・示さない、というスイッチングを起こすジアリールエテンを発展させて、ルイス酸の有無によってフォトクロミズムを起こす・起こさない、という系を構築する。
②平成29年度に研究した、2位接続のビスチエニルエテンについて、その絶対立体配置を決定する。すでにジカルボン酸とそのジエステルがヒト血清アルブミン中で与えるメインのエナンチオマーは異なる絶対立体配置を有することは前者から後者への誘導実験で確認したので、片方の絶対立体配置を決定すればよい。これを行う。
③これまで本研究で一貫して行ってきた、ジアリールエテンの側鎖同士の相互作用について、新たなドナーアクセプター系を構築し、そのフォトクロミズムを調べる。予想としては、熱可逆なフォトクロミズムを示す化合物が得られるのではないかと期待している。その場合、置換基を選択することにより、平成29年度に行ったものとは別の方法による、ジアリールエテンの熱可逆性・不可逆性の全光制御が可能になる。
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