2016 Fiscal Year Annual Research Report
ラマン光学活性イメージング開発によるアトロプ異性分布の可視化とフッ素科学での展開
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15H02185
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
長谷川 健 京都大学, 化学研究所, 教授 (30258123)
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2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ROA / アトロプ異性 / 有機フッ素化合物 / ラマン分光 / イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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＝疎水性という思い込みや経験に頼ったフッ素化学に，パラダイムシフトを与えると期待されている．
申請者の研究グループは，最近，一連のバルク物性をフッ素原子の性質のみから矛盾なく説明するアイディアを提案した．すなわち，Rf基が軸周りにねじれたヘリックス構造を持つことが原因で，階層的な双極子アレーの形成を通じて自発的な二次元凝縮系を誘発し，1分子のときとは全く異なる物性を発現することを世界で初めて指摘した新しい化学モデルである．階層双極子アレー（Stratified Dipole-Arrays; SDA）モデルと名付けたこのモデルを用いると，上記のバルク物性と1分子のときの性質をすべて矛盾なく統一的に説明でき，フッ素化学は経験に基づいたものから，モデルに基づいた正確な物性予想と分子設計に変わる．これまでに行った実証実験はすべてSDAモデルの予想と定量的にも一致している．このSDAモデルをより確かな化学モデルとしてフッ素科学のパラダイムシフトを実現させるため，さらに次の未検討課題を研究する必要がある．
ROA測定の準備段階に当たるバルク試料での非共鳴ラマン測定装置を完成させた。それまで，測定の鍵となるCF2対称伸縮振動バンドのRf鎖長依存性が生じるメカニズムの解明にも成功し，J. Phys. Chem. Aに発表した。ラマンイメージング装置を改良し，ROA測定を可能にする状態に作り替えることに成功し，Rf化合物には不斉中心がないにもかかわらず，アトロプ異性で右巻きと左巻きの化合物があることを，初めて明確にスペクトルで区別できるようになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ計画した通りのペースで進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
一つの固形試料に含まれるR体とL体の分布を，ROAイメージングとして可視化できるようにする。また，どちらか一方に偏りがちな発生要因を解明する。さらに，RとLが混在する場合，ドメイン間での反発の有無を，単分子膜の表面圧‐面積曲線との対応からも明らかにする。
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