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2023 年度 実績報告書

面性不斉を有する環状ホスト分子による集合体構築とその機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1898
配分区分基金
研究機関京都大学

研究代表者

和田 圭介  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワードピラーアレーン / 面性不斉 / 動的不斉 / ホストーゲスト錯体 / 電荷移動錯体
研究実績の概要

環状分子ピラー[5]アレーンの特性である面性不斉及び、機能化のしやすさに着目し、分子が作るナノ空間の活用に取り組んだ。前者に関して、ピラー[5]アレーンの動的な面性不斉は側鎖に不斉炭素を導入することでジアステレオマーの関係を形成させた。得られたジアステレオマーのピラー[5]アレーンはゲスト溶媒分子により片方の面性不斉の誘起が可能であった。ゲスト溶媒で片方の面性不斉を誘起した後、嵩高い置換基を導入することで動的な面性不斉を静的な面性不斉に変換する事が可能であり、動的な面性不斉の制御後の不斉情報の保存が可能になった。さらに、結晶化のプロセスを用いることで偏りをほぼ100%近い状態で固定する事にも成功した。このような、動的な不斉制御だけでなく、ピラー[6]アレーンの面性不斉の固定にも成功した。ピラー[5]アレーンよりも大きいピラー[6]アレーンの内部空間への応用を切り開く研究となった。
また、ピラー[5]アレーンの機能化に注目し共役系分子の導入による発光材料の開拓も行った。ピラーアレーンの1ユニットにカップリング反応を施すことで、共役系ユニットを含むピラー[5]アレーンを合成した。蛍光スペクトル中に二つのピークを有するDual Emissionを示す事が明らかとなった。DFT計算や実験データによって、Dual Emissionは励起状態での構造緩和によって引き起こされるものだと推定された。構造緩和は共役系部位の自己包接挙動であるため、ゲスト分子的かによるDual Emissionの制御も可能であった。他にも、リン光分子をピラー[5]アレーン内部に閉じ込めることでりん光発光をマスクすることにも成功した。この包接錯体にヘキサン蒸気を暴露することで、ゲスト交換が起こり閉じ込められたりん光分子が押し出される挙動を確認した。結果的に、りん光発光がターンオンする様子が観測された。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Stable Planar Chirality of Arylated Pillar[6]arene and Its Thermal Response2024

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Wada, Shunsuke Ohtani, Kenichi Kato, Tomoki Ogoshi
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letter

      巻: 135 ページ: 154891

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2023.154891

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-Selective Capture of Fluorocarbon Gases and Storage of Volatile Halogenated Organic Vapors with Low Boiling Points by Molecular-Scale Cavities of Crystalline Pillar[n]quinones2024

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Ohtani, Katsuto Onishi, Keisuke Wada, Tomoki Hirohata, Shinsuke Inagi, Jenny Pirillo, Yuh Hijikata, Motohiro Mizuno, Kenichi Kato, Tomoki Ogoshi
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 34 ページ: 2312304

    • DOI

      10.1002/adfm.202312304

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functionalization of pillar[n]arenes towards optically responsive systems via host-guest interactions2024

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Wada, Tomoki Ogoshi
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontiers

      巻: 8 ページ: 1212-1229

    • DOI

      10.1039/D3QM01176C

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exciplex Formation by Complexation of an Electron-Accepting Guest in an Electron-Donating Pillar[5]arene Host Liquid2024

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Ogoshi, Shogo Azuma, Keisuke Wada, Yuko Tamura, Kenichi Kato, Shunsuke Ohtani, Takahiro Kakuta, Tada-Aki Yamagishi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 146 ページ: 9828-9835

    • DOI

      10.1021/jacs.3c14582

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Inclusion Complexation of Electron-Accepting Guest into Electron-Donating Cyclic Host by Photoexcitation2024

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Wada, Yuuya Nagata, Luxia Cui, Toshikazu Ono, Shigehisa Akine, Shunsuke Ohtani, Kenichi Kato, Shixin Fa, Tomoki Ogoshi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/anie.202404409

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient synthesis and unit-selective π-extension of π-fused [4.3.3]propellane as a chiral building block2023

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Kato, Seigo Tanaka, Nobuyoshi Seto, Keisuke Wada, Masayuki Gon, Shixin Fa, Shunsuke Ohtani, Kazuo Tanaka, Tomoki Ogoshi
    • 雑誌名

      Chemical Communication

      巻: 59 ページ: 7080-7083

    • DOI

      10.1039/d3cc01809a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diastereselective Rotaxane Syanthesis with Pillar[5]arenes via Co-crystallization and Solid State Mexchanochemical Processes2023

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Wada, Kiichi Yasuzawa, Shixin Fa, Yuuya Nagata, Kenichi Kato, Shunsuke Ohtani, and Tomoki Ogoshi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 145 ページ: 15324-15330

    • DOI

      10.1021/jacs.3c02919

    • 査読あり
  • [学会発表] Host-guest crystals between liquid thienyl diketone and pillar[5]arene and their vapor-responsive turn-on phosphorescence2023

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Wada, Yuya Oshima, Shunsuke Ohtani, Kenichi Kato, Yosuke Tani, Takashi Tachikawa, Tomoki Ogoshi.
    • 学会等名
      The 13th SPSJ International Polymer Conference (IPC2023)
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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