研究課題
パーフルオロアルキル(Rf)化合物のバルク物性を，分子の一次構造から予想可能にする``階層双極子アレー(SDA)モデル''を，我々は世界に先駆けて提案した．凝縮系の新しい階層構造となり得るこのモデルにより，従来の「Rf基＝疎水性」などの経験頼りだった従来のフッ素化学に，パラダイムシフトを与えると期待されている．SDAモデルをフッ素化学の学理として確立するためには，アトロプ異性をもつヘリックスの本質が反映される`分子ドメイン構造を「相転移」と関連付けて明らかにする必要がある．そこで本研究では，アトロプ異性分子ドメインを可視化できるラマン光学活性（ROA）測定装置を開発し，フッ素`科学'を学理として完成させることを目指した．ROAは従来，溶液での測定に用いることがほとんどで，固体試料への適用例はほとんどない．これは，ROAスペクトルを量子化学計算で裏付ける際に，試料が無配向であることが必要だからである．しかし，本研究のSDAパッキングを証明するには，固体での測定が不可欠である．本研究では，この固体試料上でのROA測定の実現から取り組んだ．その結果，励起光の集光位置を試料から少し離れた位置にすることで，安定した測定が可能になることをD, Lアラニンの結晶を用いて実証した．次いで，CF2基を9個含むパーフルオロアルキル鎖を含む化合物を2カ月かけて結晶化させ，得られた7つの結晶をROA装置で測定した．その結果，6つの右巻きと１つの左巻きドメインを明瞭に識別できた．同時にこれは，自己集合したSDAパッキングにはアキラルなものはないことを証明した．こうして，目標としていたSDA理論の重要な側面を，実験的に示すことに成功した．なお，内容はJ. Phys. Chem. A誌に公表し，表紙を飾る成果となった．また，実験を行った下赤助教は，この成果で日本分光学会の奨励賞を受賞した．
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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