πクリップへテロ集積を基本戦略とする動的秩序構造

以π-clip异质积累为基本策略的动态有序结构

基本信息

批准号：
14J11205
负责人：
渋谷宜己
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、これまでホストゲスト化学において溶液中でのホスト分子として用いられてきた分子ピンセット型モチーフを結晶性・液晶性材料へと展開する。結晶性分子ピンセットは加熱によりジャンプする現象（サーモサリエント効果）を示した。クロロホルム溶液からの再結晶で得られた結晶は、160度付近で激しくジャンプを始める。示差走査熱量測定、熱重量解析により、160度付近でクロロホルム分子の放出を伴う構造転移を起していることがわかった。さらに粉末X線回折測定によりこの構造転移を追跡すると、別途トルエン溶液からの再結晶により得られた結晶構造へと変化していることが明らかとなった。以上から、この結晶性粉末のジャンプは、包接溶媒分子の放出を伴う結晶構造転移に起因していることが示唆された。本研究における結果は報告されているサーモサリエント結晶と異なり、包接溶媒の放出を伴っている点でユニークである。液晶性分子ピンセットに関しては、昨年度の時点で、ピレンを2枚有する分子が、そのヘキサゴナルカラムナー液晶相においてピレンを有する液晶としては初めて青色発光することが明らかとなっていた。本年度はこの集合構造をより詳細に調べるため、分子構造内におけるピレンを1枚、0枚と減らした分子を合成した。どちらの分子も液晶相を発現したが、ピレンを1枚有する分子が2枚の時と同様に、ヘキサゴナルカラムナー相を示した一方、ピレンを持たない分子は双連続キュービック相を示した。これらの知見とX線回折測定から、カラムナー構造の構築にピレンのスタッキングは関わっておらず、分子内の別の部分の重なりがコアのスタックとして機能していると考えられた。さらに興味深いことに、双連続キュービック相を示す分子に、ゲストとしてピレンを1等量ないしは2等量加えると、ピレンを1枚ないしは2枚分子構造に有する分子と同様に、ヘキサゴナルカラムナー相を発現した。

在这项研究中，已将被用作宿主客人化学溶液中的宿主分子的分子镊子型基序被发展为晶体和液晶材料。结晶分子镊子表现出一种现象，在加热时会跳跃（热效应）。通过从氯仿溶液重结晶获得的晶体在160°C左右开始猛烈跳跃。差量扫描量热法和热重分析表明，随着氯仿分子的释放，结构过渡发生在160°C左右。此外，当通过粉末X射线衍射测量跟踪这种结构过渡时，揭示了晶体结构已将其从单独的甲苯溶液重结晶获得的晶体结构更改为晶体结构。从上面，建议结晶粉的跳跃是由晶体结构过渡引起的，并伴随着包含溶剂分子的释放。这项研究的结果是独一无二的，因为它们涉及释放层状溶剂，这与报道的热结晶不同。关于液晶分子镊子，截至去年，很明显，在六角形柱状液晶相中，首次在含有吡啶的液体晶体中首次在六角形柱状液晶相中首次含有蓝光的分子。为了在今年更详细地研究这种装配结构，我们将分子结构中的1或0 pyrene合成分子。这两个分子均表达液晶相，但是与两个pyrene的两个分子一样，显示了六角形柱相，而没有pyrene的分子表现出双连续的立方相。基于这些发现和X射线衍射测量值，据信pyrene的堆叠不参与柱状结构的构建，并且分子内其他部分的重叠充当了一堆核心。更有趣的是，当将一个或两个相等的pyrene作为宾客添加到表现出双连接阶段的分子中时，表达了六角形柱状相，类似于具有一个或两个吡啶结构的分子。