2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Single-Crystalline Porous Frameworks of Pi-Conjugated Molecules Connected though Simple Hydrogen Bonds
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18H01966
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
久木 一朗 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90419466)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 多孔質材料 / 水素結合 / パイ共役分子 / カルボン酸 / 単結晶 / ガス吸着 / 刺激応答 / 結晶工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機分子で構成される多孔質構造体は、多様な分子の選択により構造と機能を自在にデザインできるため、ホストゲスト機能性材料や光電子素子の観点から盛んに研究されている。本研究では、汎用な水素結合基であるカルボキシ基を高次に集積させることにより、弱い非共有結合性の相互作用でありながら以下の特長を全て持ち合わせた多孔質有機構造体を構築することを目的とした。その特徴とは、(1)X線回折で精密に構造解析できる単結晶性、(2)チャネル状の明確な大空間を内部に保持できる堅牢性、および(3)所望の構造を狙いどおりに構築できる普遍的なデザイン性である。
該当年度では、特に空間のより高度な機能化を模索するため、ジベンゾデヒドロ[12]アヌレンやテトラ(ビフェニル)エテンなどのsp炭素やsp2炭素からなるパイ共役炭化水素構造に加えて、窒素や硫黄などのヘテロ原子を共役させた分子（ヘキサアザトリフェニレン、ヘキサアザトリナフチレンおよびトリ(ジチオリルジエン)シクロヘキサトリオンなどを用いて単結晶性の水素結合性多孔質構造体の構築を検討した。その結果、トリ(ジチオリルジエン)シクロヘキサトリオンのヘキサカルボン酸からは、弱いながらも光伝導性を示す水素結合性多孔質有機構造体が構築できた。また、分子が多孔質構造へと集積する際に、単純な分子の積層ではなく3方向から高度に相互貫入した、当初は全く予想していなかった水素結合性多孔質有機構造体を得ることもできた。本構造は、高い蛍光発光性と力学的な刺激がもたらす構造変化に由来した、大きな蛍光発光色と強度の変化を示すことが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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