Spirofluorene Based Rotaxanes: Syntheses and Applications as Functional Materials

螺芴基轮烷：合成及其作为功能材料的应用

基本信息

批准号：
22K20543
负责人：
Rashid Showkat
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では軸構造と環構造からなるインターロック化合物の１種であるロタキサンの合成とその構造、動的挙動に関する研究を行った。具体的には環構造に対称性の低いスピロフルオレン構造、軸構造にフッ素原子を導入することにより、対称性の低下した［２］ロタキサンを合成した。また、その動的挙動を精査するため、環構造の大きさが異なるロタキサン、軸構造の長さが異なるロタキサンを合成した。次に、合成したロタキサンの構造とその動的挙動について１H　NMR、１９F　NMRスペクトルを用いることにより検討した。対称性の低いスピロフルオレン構造を有するロタキサンにおいては、その非対称性を反映したスペクトルデータが得られた。すなわち、ロタキサンの軸構造の右側と左側は環構造のスピロフルオレン部位のために非対称化し、２組のシグナルが観測された。１H　NMRスペクトルでは多数のシグナルが観測されるが、１９F　NMRスペクトルではシグナルが２つのみ観測されるため、解析が容易であった。また、軸分子がロタキサンへと変換されることにより、シグナルの高磁場シフトが観察され、環構造が小さい場合にはその変化量が大きくなることが判明した。さらに軸構造の長さが異なるロタキサンについてスペクトルを解析したところ、ロタキサンにおける環構造の局在化が起こっていることを明らかにした。以上の結果はロタキサンにおいて、特に大きな相互作用が存在しない場合でも環構造が局在化することを明らかにするものであり、インターロック化合物の動的挙動に関して重要な知見を与えるものである。今後この知見を活用し、ロタキサンの動的挙動の制御を実現につなげていきたい。

在这项研究中，我们研究了Rotaxane的合成，Rotaxane是一种由轴向和环结构组成的互锁化合物及其结构和动态行为。具体而言，通过将氟原子引入环结构和轴向结构来合成具有还原对称性的A [2]轮济烷。此外，为了密切检查其动态行为，合成了具有不同环结构和具有不同轴向结构的旋转烷的轮状烷。接下来，使用1H NMR和19F NMR光谱研究了合成的轮济烷的结构及其动态行为。对于具有低对称性螺旋氟结构的轮状烷，获得了反映不对称性的光谱数据。也就是说，由于环结构的螺旋氟烯位点，轮状烷的轴向结构的右侧和左侧是不对称的，并且观察到了两组信号。在1H NMR频谱中观察到大量信号，但是在19F NMR频谱中，只观察到两个信号，从而使分析变得容易。此外，当将轴分子转换为轮济烷时，观察到了信号的高磁场移动，并且发现当环形结构很小时，变化的量就会大。此外，对光谱分析了具有不同轴向结构长度的轮济，并揭示了旋转式中环结构的定位。以上结果表明，在旋转烷中，即使没有主要的相互作用，环结构也可以定位，从而提供了对互锁化合物的动态行为的重要见解。将来，我们将使用这些知识来帮助实现对轮济烷动态行为的控制。

项目成果

期刊论文数量（1）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

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专利数量（0）

Fluorinated [2]rotaxanes with spirofluorene motifs: a non-symmetric distribution of the ring component along the axle component

具有螺芴基序的氟化[2]轮烷：环组分沿轴组分的非对称分布

DOI：
10.1039/d2nj05021h
发表时间：
2023
期刊：
New Journal of Chemistry
影响因子：
3.3
作者：
Rashid Showkat;Murakami Takashi;Koganezawa Hiroshi;Yoshigoe Yusuke;Hosoya Shoichi;Saito Shinichi
通讯作者：
Saito Shinichi