2020 Fiscal Year Annual Research Report
七員環構造を鍵とする高歪化合物の創出と特異な構造に基づく応答機能
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19K15528
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
石垣 侑祐 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (60776475)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 構造有機化学 / 高歪化合物 / 酸化還元系 / 応答性分子 / ジカチオン / ジラジカル / 異性化 / X線結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では高歪化合物をターゲットとし，主に三つの課題A-Cを推進した。
課題Aでは，極度に伸長した炭素－炭素単結合の性質と電子的特性の関係を明らかにすることを目的に，先に見出した1.8オングストロームを超える単結合をもつ分子内コア－シェル型化合物の応答性を調査した。その結果，シェル間で[2+2]光環化と熱開環が定量的に進行することを明らかにし，極度に伸長した結合の「柔軟性」を明らかにした。さらに，結合の伸縮に伴ってHOMO準位の大幅な変調を実現した。中でも，ピラセン誘導体では単結晶状態を保ったまま光／熱異性化が進行し，結合の伸縮過程を直接的に観察することにも成功した。
課題Bでは，特異な立体配置を有する超混雑エチレン類に着目し，二つの折れ曲がり型異性体間で定量的な光／熱異性化を示す誘導体を構築した。加えて，これらの異性体間のHOMO準位差を利用して，一方の異性体の選択的酸化を実現した。すなわち，光照射によって得られる異性体の完全な選択的酸化が可能なことを見出し，酸化特性のオン／オフ制御を達成した。
課題Cでは，ヘテロ原子の導入により，従来にない構造変化とそれに基づく物性変調を目指し，チエニル基の導入を検討した。その結果，通常は折れ曲がり型構造が支配的に存在する超混雑エチレン類において，ねじれ型ジラジカルの寄与を明らかにし，加熱／冷却による酸化特性スイッチングを実現した。
以上のように，高歪化合物の特異な構造に基づく機能付与を実現し，外部刺激によってレドックス特性の可逆な制御が可能な分子群を構築した。
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Research Products
(28 results)
