キラル有機超弾性体の創出

手性有机超弹性材料的创建

• 批准号: 22K05054
• 负责人: 佐々木 俊之
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Yokohama City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05054/
• 关键词: 共結晶; キラリティー; 電子線回折; 機械化学的合成; 振動円二色性分光法; 有機結晶; 双晶; 相転移

本研究では、結晶のキラリティーの有効利用を目指した、外部刺激による結晶のキラリティー制御を目的としている。特に、必要なタイミングで必要な量のキラリティーを必要な場所に発現させるという時空間的な精密制御を目指す。2022年度は、キラル分子からだけでなくアキラル分子からのキラル結晶の合成も行い、結晶構造解析に基づく幾何学的評価および振動円二色性分光法に基づく分光学的評価によるキラル解析を達成した。キラル分子からなるキラル結晶に関しては、不斉中心から離れた位置を化学修飾することで結晶のキラリティーが反転することを確認した。これらの結晶構造を詳細に比較してキラル反転の要因を解明することは、結晶のキラル制御法の確立につながる。さらに、新たなキラル結晶の創出を目的とした戦略として機械化学的合成法を導入した。報告例は限られるものの、複数成分の混合とすりつぶしによって、溶液からの結晶化とは異なる結晶構造が得られることが知られている。このような機械化学的手法は新たな結晶構造の探索には有望である一方で、すりつぶしによって調製するために一般的な結晶構造解析法である単結晶X線回折測定が行えないという問題があった。そこで本研究では電子線回折に着目し、粉末状サンプルから粉末の1粒ずつの回折像を得ることで、機械化学的に特異な結晶構造の解析に成功した。本手法により新たなキラル結晶の創出と幾何学的なキラル評価が可能となり、本研究の目的達成につながる。

在本研究中，我们旨在通过外部刺激来控制晶体的手性，从而有效地利用晶体的手性。特别是，我们的目标是精确的时空控制，以在所需的时间和所需的位置表达所需的手性量。 2022年，我们不仅从手性分子合成了手性晶体，还从非手性分子合成了手性晶体，并通过基于晶体结构分析的几何评估和基于振动圆二色光谱的光谱评估实现了手性分析。对于由手性分子组成的手性晶体，我们证实可以通过化学修饰远离不对称中心的位置来反转晶体的手性。详细比较这些晶体结构并阐明手性反转的原因将有助于建立控制手性晶体的方法。此外，我们引入了机械化学合成方法作为创建新手性晶体的策略。尽管报道有限，但众所周知，混合和研磨多种成分会产生与从溶液中结晶获得的晶体结构不同的晶体结构。尽管这种机械化学方法对于寻找新的晶体结构很有希望，但它们存在的问题是，由于它们是通过研磨制备的，因此无法进行常用晶体结构分析方法单晶X射线衍射测量。因此，在本研究中，我们专注于电子衍射，并通过从粉末样品中获得单个粉末颗粒的衍射图像，成功地对独特的晶体结构进行了机械化学分析。该方法能够创建新的手性晶体并进行几何手性评估，从而实现本研究的目的。