高速フォトクロミズムを利用した光生成らせん型ビラジカルの磁場依存性に関する研究

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K14659
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分32020:機能物性化学関連
• 研究機関: 大阪公立大学
• 研究代表者: 武藤 克也 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 講師 (10760605)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: フォトクロミズム / ラジカル / キラリティ / ヘリセン

研究成果の概要

本研究では、らせん構造に由来するキラリティを持つヘリセンを架橋基として架橋型イミダゾール二量体に導入することで、光スイッチング機能を有するキラル有機ビラジカルの創生を目的とした。[9]ヘリセンまたは[7]ヘリセンを架橋基とするフォトクロミック分子として、「ヘリセン架橋型イミダゾール二量体（helicene-ImD）」を合成した。各々の光学異性体に紫外光を照射するとC-N結合が解離し過渡種であるビラジカルが生成した。ヘリセン架橋型イミダゾール二量体は高速フォトクロミズムを示すことを明らかにし、高速フォトクロミズムを用いたキラル磁性スイッチの足掛かりとなる分子設計指針を確立することが出来た。

自由記述の分野

機能物性化学、光化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機ビラジカルは、化学結合の形成や自然界における地磁気の認識に関わっているだけでなく、分子磁性材料を開発する上でも重要である。近年、磁場の向きとキラリティに依存してスピンの選択性を生み出す例として、らせんキラリティが注目されている。しかし、らせん型有機ビラジカルの電子スピン状態については報告例が少なく、適切な分子設計指針は得られていない。本研究では、光照射により可逆的にビラジカルを生成するフォトクロミック分子に、らせんキラリティを有するヘリセンを導入することで、ラジカル解離型フォトクロミック分子を創生し、キラル磁性スイッチの足掛かりとなる分子設計指針を確立することが出来た。