2019 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 | ラマン光学活性 / アトロプ異性 / パーフルオロアルキル化合物 / SDA理論 |
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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」などの経験頼りだった従来のフッ素化学に，パラダイムシフトを与えると期待されている．SDAモデルをフッ素化学の学理として確立するためには，アトロプ異性をもつヘリックスの本質が反映される`分子ドメイン構造を「相転移」と関連付けて明らかにする必要がある．そこで本研究では，アトロプ異性分子ドメインを可視化できるラマン光学活性（ROA）測定装置を開発し，フッ素`科学'を学理として完成させることを目指した．
ROAは従来，溶液での測定に用いることがほとんどで，固体試料への適用例はほとんどない．これは，ROAスペクトルを量子化学計算で裏付ける際に，試料が無配向であることが必要だからである．しかし，本研究のSDAパッキングを証明するには，固体での測定が不可欠である．本研究では，この固体試料上でのROA測定の実現から取り組んだ．その結果，励起光の集光位置を試料から少し離れた位置にすることで，安定した測定が可能になることをD, Lアラニンの結晶を用いて実証した．
次いで，CF2基を9個含むパーフルオロアルキル鎖を含む化合物を2カ月かけて結晶化させ，得られた7つの結晶をROA装置で測定した．その結果，6つの右巻きと１つの左巻きドメインを明瞭に識別できた．同時にこれは，自己集合したSDAパッキングにはアキラルなものはないことを証明した．こうして，目標としていたSDA理論の重要な側面を，実験的に示すことに成功した．なお，内容はJ. Phys. Chem. A誌に公表し，表紙を飾る成果となった．また，実験を行った下赤助教は，この成果で日本分光学会の奨励賞を受賞した．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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