Aromatic architect: design of structures and spaces created by pi-conjugated systems and developments of their functions

芳香建筑师：由π共轭系统创建的结构和空间的设计及其功能的开发

基本信息

批准号：
20H02721
负责人：
豊田真司
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

芳香環の部品を組み合わせて分子の構造や空間を自在に設計し，新しい化学物質を創製する「芳香環ナノアーキテクト」の発想に基づき，アントラセンを集合，縮合した大環状およびらせん形パイ共役系化合物を対象として研究を行った．研究３年目は，多様な環状およびらせん化合物の合成，機能化を行うための応用測定と評価を行った．大環状化合物のテーマについては，ヘテロ環芳香族ユニットであるアクリドンを組込んだ環状オリゴマーを合成し，分子構造，分光学的性質およびフェノール系ゲストとの会合を研究した．前年度に合成した周辺部に種々の置換基をもつケージ化合物を用いて，フラーレンとの会合を蛍光滴定測定により詳細に調べた．会合の強さに及ぼす置換基効果およびゲストの構造の効果を明らかにし，分子間相互作用と立体・電子効果の観点から結果を考察した．また，ケージ内部に包接されたC60分子が，ジャイロスコープのような挙動を示すことを温度可変X線結晶解析により明らかにした．他に，アントラセンとフェニレンを交互に連結した環状オリゴマーの合成とC60との会合を研究した．らせん形化合物のテーマについては，多様な構造をもつアントラセン縮合ヘリセン誘導体を合成し，構造と性質を調べた．嵩高い置換基を導入した誘導体のエナンチオマーを分割し，分子のひずみとキラル光学特性（円二色性と円偏光発光）の相関を評価した．分子内環化誘導体では，環構造内側の水素原子が非常に混雑した環境にあり，立体障害に基づく特異な分光学的データが観測された．高巻数らせん分子として，両端にナフタレンを縮合したアントラセン５量体の合成に成功し，構造とらせん反転の関係を見出した．上記の他に，アントラセンを先端部にもつピンセット形分子の結晶中における環状分子集合体の形成，アントラセン部分構造をもつプロペラ形分子の新規合成法と動的挙動を研究した．

基于“芳香环纳米结构”的理念，通过组合芳香环部分自由设计分子结构和空间来创造新的化学物质，我们开发了可聚集和缩合蒽的大环和螺旋π共轭系统。对化合物进行了。在研究的第三年，我们对各种环状和螺旋化合物的合成和功能化进行了应用测量和评估。针对大环化合物的主题，我们合成了含有杂环芳香族单元吖啶酮的环状低聚物，并研究了其分子结构、光谱性质以及与酚类客体的缔合。使用前一年合成的外围具有各种取代基的笼状化合物，通过荧光滴定测量详细研究了与富勒烯的关联。我们阐明了取代基和客体结构对缔合强度的影响，并从分子间相互作用和空间/电子效应的角度讨论了结果。此外，随温度变化的 X 射线晶体学显示，笼形结构内的 C60 分子表现出类似陀螺仪的行为。此外，我们还研究了蒽和亚苯基交替连接的环状低聚物的合成及其与C60的缔合。以螺旋化合物为主题，我们合成了各种结构的蒽稠合螺旋烯衍生物，并研究了它们的结构和性质。我们分离了具有大取代基的衍生物的对映体，并评估了分子应变和手性光学性质（圆二色性和圆偏振光发射）之间的相关性。在分子内环化衍生物中，环结构内部的氢原子处于非常拥挤的环境中，并且观察到基于空间位阻的独特光谱数据。我们成功合成了两端缩合有萘的高转螺旋分子蒽五聚体，并发现了其结构与螺旋反转之间的关系。除此之外，我们还研究了尖端蒽镊状分子晶体中环状分子聚集体的形成，以及蒽亚结构螺旋桨状分子的新合成方法和动态行为。

项目成果

期刊论文数量（45）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Synthesis of Azaylide-Based Amphiphiles by Staudinger Reaction

施陶丁格反应合成氮杂内酯基两亲物

DOI：
10.1002/anie.202105094
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Yamashina; H. Suzuki; N. Kishida; M. Yoshizawa; S. Toyota
通讯作者：
S. Toyota

Multiple Fused Anthracenes as Helical Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Motif for Chiroptical Performance Enhancement

多重稠合蒽作为螺旋多环芳烃基序用于增强手性光学性能

DOI：
10.1002/asia.202000394
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fujise Kei;Tsurumaki Eiji;Fukuhara Gaku;Hara Nobuyuki;Imai Yoshitane;Toyota Shinji
通讯作者：
Toyota Shinji

ジヒドロアントラセンを組み込んだ環状オリゴフェニレンの構造と性質

结合二氢蒽的环状低聚亚苯基的结构和性质