超分子ロッド：ＭＦＭＳ概念に基づく分子設計の検証

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25620050
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鈴木 孝紀 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70202132)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 酸化還元 / アトムエコノミー / 機能性分子 / 多重機能 / 応答性分子

研究実績の概要

有機π電子系は構造の多様性や電子状態の多面性のために様々な特性を有し、人類が今日享受しているエレクトロニクスの分野でも大きな活躍を見せている。今後IT技術の更なる発展に伴い、π電子系はその修飾の容易さに基づく特性のfine-tunablityにより、無機材料の弱点を補える素材として益々その重要性を高めていくことが期待される。分子の精密設計により、個々のπ電子系に多くの特性を付与することが可能であり、本研究では、Maximan Function on Minimum Skeleton（MFMS）と名づけた概念を分子設計に際して提案した。
有機π電子系分子に多用な機能を付与する設計指針としては、個々の機能を担う部分構造をそれぞれ組み込むことが直接的な方法である。しなしながら、そのようなアイデアの結果として、分子構造は複雑かつ巨大となる。不必要に大きな構造は、アトムエコノミーの観点からばかりでなく、合成段階数や化合物の取扱いの点からも、多種の誘導体を合成して性質を比較することが必要な機能探求型研究には望ましくない。申請者は、本申請の中で、「如何にして単純な骨格に多用な機能を盛り込むか」というMFMSの実践により、２系統の機能性分子開発を展開した。
具体的には、電子授受に際して結合の形成や切断を伴うことで、電気化学的双安定性や容易な二電子授受能を持つ動的酸化還元系(dyrex系）を基本骨格とし、MFMSの設計指針のもとで、蛍光、CD特性変化を合わせ持つ多重出力型エレクトロクロミズム系の創成ならびにCD特性変化を合わせ持つ多重出力型エレクトロクロミズム系の水系溶媒中での機能獲得に成功した。今後は、これらの分子を超分子的に連結することで、そのバルクとしての機能を、ソフトマターとしての特性制御に反映させることを目指した研究へ展開予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Reversible Interconversion between 11,11,12,12-Tetraaryl-1,4-diaza/-1,4,5,8-tetraazaanthra-quinodimethanes and Their Cationic Species: Electrochromic and Halochromic Responses, (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, Y. Umezawa, Y. Sakano, H. Tamaoki, R. Katoono, K. Fujiwara,
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 44 ページ: in press
  • DOI: doi:10.1246/cl.150251
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Insights into the Hexaphneylethane Riddle: Formation of an alpha,o-Dimer (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Uchimura, T. Takeda, R. Katoono, K. Fujiwara, T. Suzuki,
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 ページ: 4010-4013
  • DOI: doi: 10.1002/anie.201500122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bis(10-methylacridinium)s as a Versatile Platform for Redox-Active Functionalized Dyes and Novel Structure (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, T. Takeda, E. Ohta, K. Wada, R. Katoono, H. Kawai, K. Fujiwara
  • 雑誌名: Chem. Rec. 巻: 15 ページ: 280-294
  • DOI: doi: 101002/tcr.201402073
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bis(diarylethenyl)thiophene, -bithiophene, and -terthiophene: A New Series of Violene-Cyanine Hybrid-Type Electron Donors (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishigaki, H. Kawai, R. Katoono, K. Fujiwara, T. Suzuki,
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 90 ページ: 136-143
  • DOI: 10.3987/COM-14-S(K)33
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Three-Way Output Molecular Response System based on Tetrakis(3,4-dialkoxyphenyl)-3,4-dihydro[5]helicenes: Perturbation of Properties by Long Alkyl Chains (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishigaki, S. Yoshida, H. Kawai, R. Katoono, K. Fujiwara, T. Fukushima, T. Suzuki
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 90 ページ: 126-135
  • DOI: 10.3987/COM-14-S(K)31
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Wurster's Blue-type Cation Radicals Framed in a 5,10-Dihydrobenzo[a]indolo[2,3-c]carbazole (BIC) Skeleton: Dual Electrochromism with Drastic Changes in UV-Vis-NIR and Fluorescence, (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, Y. Sakano, Y. Tokimizu, Y. Miura, R. Katoono, K. Fujiwara, N. Yoshioka, N. Fujii, H. Ohno,
  • 雑誌名: Chem. Asian J 巻: 9 ページ: 1841-1846
  • DOI: 10.1002/asia.20142394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation, Redox Properties, and X-ray Strucures of Electrochromic 11,11,12,12-Tetraarylanthraquinodimethane and Its Bianthraquinodimethane Analogue: Drastic Geometrical Changes upon Interconversion with the Dicationic Dyes, (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakano, R. Katoono, K. Fujiwara, T. Suzuki,
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 ページ: 1143-1145
  • DOI: doi:10.1246/cl.140393
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Oxidative Protonolysis of the Expanded Central C-C Bond in a Di(spiroacridan)-type Hexaphenylethane Derivative Accompanied by UV-vis, FL, and CD Spectral Changes (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, Y. Kuroda, K. Wada, Y. Sakano, R. Katoono, K. Fujiwara, F. Kakiuchi, T. Fukushima,
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 ページ: 887-889
  • DOI: doi:10.1246/cl.140192
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochiroptical Response in Aqueous Media: 9.10-Dihydrophenanthrene-9,10-diyl Dications with Michlar's Hydrol Blue Chromophores Attached with Oligoethylene Glycol Units, (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, K. Hanada, R. Katoono, Y. Ishigaki, S. Higasa, H. Higuchi, H. Kikuchi, K. Fujiwara, H. Yamada, T. Fukushima,
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 ページ: 982-984
  • DOI: doi:10.1246/cl.140163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyanoazulene-based Muti-stage Redox Systems Prepared from Vinylcyclopropanecarbonitrile and Cyclopentenone via Divinylcyclopropane-rearrangement Approach, (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tanino, Y. Yamada, F. Yoshimura, T. Suzuki,
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 ページ: 607-609
  • DOI: doi:10.1246/cl.131149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and structure of acenaphthylene-1,2-diyldi(9-acridine) derivatives with a long C=C bond, (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Takeda, Y. Uchimura, H. Kawai, R. Katoono, K. Fujiwara, T. Suzuki
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 50 ページ: 3924-3927
  • DOI: doi: 10.1039/C3CC49573F
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Expandability of Ultralong C-C Bond: Largely Different C1-C2 Bond Length Determined by Low-temperature X-ray Analyses on Pseudopolymorphs of 1,1-Bis(4-fluorophenyl)-2,2-bis(4-methoxyphenyl)pyracene, (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, Y. Uchimura, F. Nagasawa, T. Takeda, H. Kawai, R. Katoono, K. Fujiwara, K. Murakoshi, T. Fukushima, A. Nagaki, J. Yoshida,
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 ページ: 85-88
  • DOI: doi:10.1246/cl.130872
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochromic and unique chiroptical properties of helically deformed tetraarylquinodimethanes generated from less hindered dicationic precursors upon reduction, (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, Y. Sakano, T. Iwai, S. Iwashita, Y. Miura, R. Katoono, H. Kawai, K. Fujiwara, Y. Tsuji, T. Fukushima,
  • 雑誌名: Pure Appl. Chem. 巻: 86 ページ: 507-516
  • DOI: doi:10.1515/pac-2013-1003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiral Memory Units Based on Dynamic Redox Systems with a Dibenzoxepinone Skeleton: Drastic Change in Racemization Barrier and Electrochemical Bistability (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Wada, Y. Chiba, T. Takeda, H. Kawai, R. Katoono, K. Fujiwara, T. Suzuki
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 88 ページ: 945-962
  • DOI: 10.3987/COM-13-S(9)93
  • 査読あり
• [学会発表] ビス（１０-メチルアクリジニウム）型色素の化学： 多重出力型エレクトロクロミズムから世界記録を持つ特異な構造まで (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木孝紀
  • 学会等名: 2014年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市）
  • 年月日: 2014-09-27 – 2014-09-28
  • 招待講演
• [学会発表] Can Packing Change the Bond Lengh of Ultralong C-C Bonds? (2014)
  • 著者名/発表者名: Takanori Suzuki, Yasuto Uchimura, Takashi Takeda, Ryo Katoono, Hidetoshi Kawai, Kenshu Fujiwara
  • 学会等名: CGOM11 (Crystal Growth of Organic Materials)
  • 発表場所: 奈良県新公会堂(奈良）
  • 年月日: 2014-06-17 – 2014-06-20
  • 招待講演