刺激応答性プロトンスポンジの合成

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09750956
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 竹下 道範 九州大学, 工学部, 助手 (40274534)
• キーワード: プロトンスポンジ / 光スイッチ / ジアリールエテン / 分子認識 / アルカリ金属 / フォトクロミズム / 光機能化 / シクロデキストリン

研究概要

昨年度合成に成功した1,1'-ビス(ジメチルアミノ)フルオレノンは、新奇プロトンスポンジであったが、本研究が目的とする刺激応答性機能は付与されていなかった。そこで、本年度は、プロトンスポンジを光照射によってスイッチングするための光スイッチの開発を検討した。ジアリールエテン化合物は、熱不可逆なフォトクロミック化合物として知られており、本研究におけるスイッチとして有用であると考えられる。しかしながら、ジアリールエテン化合物を「光スイッチ」として用いる、分子認識の光スイッチングは報告されていなかった。そこで、まず、クラウンエーテルを分子内に二つ持つジアリールエテン化合物を合成し、ジアリールエテン化合物が分子認識の光スイッチとして有用かどうか検討した。この分子は、光照射によって、サイズが大きなアルカリ金属イオンを可逆的に捕捉、放出することが認められた。また、それに伴い、コンフォメーションが変化することによって、光閉環反応の量子収率も変化した。これらの結果は、ジアリールエテン化合物を、分子認識の光スイッチ素子として用いることができることを示唆している。一方、ジアリールエテン化合物で、光照射によって可逆的に蛍光性、非蛍光性のスイッチングが可能なことも見いだした。このシステムは、弱い光で光スイッチの「読み出し」を可能にすることから、光機能性プロトンスポンジに必要な機能であると考えられる。また、ジアリールエテン化合物が、ゲスト分子としてシクロデキストリン中に包接されることも見いだした。これらの結果より、ジアリールエテン化合物をプロトンスポンジの光機能化に用いることができることが判明し、昨年度得られた知見と共に、刺激応答性プロトンスポンジ開発の基礎が構築された。

研究成果

• [文献書誌] M.Takeshita,M.Irie: "Photoresponsive Cesium Ion Tweezers with a Photochromic Dithienylethene" Tetrahedron Letters. 39・7. 613-616 (1998)
• [文献書誌] M.Takeshita,C.F.Soong,M.Irie: "Alkali metal ion effect on the photochromism of 1,2-bis(2,4-dimethylthien-3-yl)perfluorocyclopentene having benzo-15-crown-5 moieties" Tetrahedron Letters. 39・42. 7717-7720 (1998)
• [文献書誌] M.Takeshita,M.Irie: "Photoresponsive Tweezers for Alkali Metal Ions.Photochromic Diarylethenes Having Two Crown Ether Moieties" The Journal of Organic Chemistry. 63・19. 6643-6649 (1998)
• [文献書誌] M.Takeshita,M.Irie: "Reversible Fluorescence Intensity Change of a Diarylethene" Chemistry Letters. 11. 1123-1124 (1998)
• [文献書誌] M.Takeshita et al.: "Photochromism of Dithienylethenes Included in Cyclodextrins" The Journal of Organic Chemistry. 63・25. 9306-9313 (1998)