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2021 年度 実績報告書

ロタキサン構造による高効率電子伝達系の擾乱抑制手法の確立

公募研究

研究領域光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光ー物質変換系の創製
研究課題/領域番号 20H05092
研究機関東京大学

研究代表者

寺尾 潤  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00322173)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード電子伝達分子 / ロタキサン / 溶媒和 / 励起状態制御 / シクロデキストリン
研究実績の概要

ドナー・ブリッジ・アクセプター型分子(D-B-A型分子)における励起状態のブリッジへの溶媒和は、逆電子移動速度などの発光特性に影響するため重要な要素であるが5、このようなブリッジのみへの局所的な溶媒和を評価することはこれまで困難であった。本研究では、ブリッジへの溶媒和状態のみが異なる立体異性体を用いてそのソルバトフルオロクロミズムの差を算出することにより、励起状態のブリッジへの溶媒和の評価を試みた。PMCDを用いた連結型ロタキサン構造によりブリッジのみを被覆した被覆型D-B-A型分子insとその非被覆体uninsを合成し、蛍光発光スペクトル測定を行った。insとuninsとの蛍光極大波長の差を算出し、溶媒極性パラメータに対してプロットしたところ、励起状態にあるブリッジへの溶媒和は塩素系極性溶媒において特に強くなることが明らかとなった。
溶液中における室温燐光発光材料は、バイオイメージングなどのプローブへの利用が可能であるため開発が望まれている。遷移金属を用いない有機物においては溶液中の分子内運動によって励起状態からの速やかな無輻射失活が起こり、燐光発光が妨げられるため、室温燐光発光材料の開発は困難であった。本研究では、連結型ロタキサン構造を利用して分子内運動の抑制を行うことにより、有機室温燐光発光材料の開発を試みた。固体状態では室温燐光発光を示す一方で溶液中では室温燐光発光を示さないベンジルを対象に、PMCDを用いて被覆した被覆型ベンジル2-insおよびその非被覆体2-uninsを合成した。初めに、脱酸素したDMSO中および脱酸素していないDMSO中で2-insの発光スペクトルを比較したところ、脱酸素したDMSO中においてのみ580 nm付近のピークが観測された。燐光発光は酸素により消光することが知られており、このピークが燐光発光に由来することが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件)

  • [雑誌論文] Stochastic Binding Dynamics of a Photoswitchable Single Supramolecular Complex2022

    • 著者名/発表者名
      Su Dingkai、Zhou Shuyao、Masai Hiroshi、Liu Zihao、Zhou Ce、Yang Chen、Li Zhizhou、Tsuda Susumu、Liu Zhirong、Terao Jun、Guo Xuefeng
    • 雑誌名

      Advanced Science

      巻: 9 ページ: 2200022~2200022

    • DOI

      10.1002/advs.202200022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of changing electronic states of molecules on frequency domain of graphene FETs2022

    • 著者名/発表者名
      Oketa Tomohiro、Ikuta Takashi、Masai Hiroshi、Tamaki Takashi、Terao Jun、Maehashi Kenzo
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 15 ページ: 045001~045001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac564d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Principal Component Analysis of Surface-Enhanced Raman Scattering Spectra Revealing Isomer-Dependent Electron Transport in Spiropyran Molecular Junctions: Implications for Nanoscale Molecular Electronics2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Shuji、Kaneko Satoshi、Tamaki Takashi、Kiguchi Manabu、Tsukagoshi Kazuhito、Terao Jun、Nishino Tomoaki
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 7 ページ: 5578~5583

    • DOI

      10.1021/acsomega.1c07105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precision synthesis of linear oligorotaxanes and polyrotaxanes achieving well-defined positions and numbers of cyclic components on the axle2022

    • 著者名/発表者名
      Masai Hiroshi、Oka Yuki、Terao Jun
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 58 ページ: 1644~1660

    • DOI

      10.1039/d1cc03507j

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Irradiation with UV Light Accelerates the Migita?Kosugi?Stille Coupling Reaction in Air2022

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Takumi、Murata Mako、Masai Hiroshi、Iwai Tomohiro、Terao Jun
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 ページ: 124~126

    • DOI

      10.1246/cl.210665

    • 査読あり

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公開日: 2022-12-28  

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