反芳香族分子の積層を鍵とする新規超分子集合体の構築と機能探索

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本研究では、反芳香族ノルコロールのπ積層を基盤とする新規超分子集合体の創成を目的とする。この目標を達成するために、共有結合により連結したノルコ ロール二量体を設計した。これらの二量体から超分子集合体を構築し、その電子物性の解明と機能性材料への利用を検討する。超分子化学的なアプローチにより、積層した反芳香族化合物の構築を達成した。湾曲型の両親媒性分子からなる水溶性ミセルカプセルに対して、積層したノルコ ロールを内包することに成功した。近赤外領域のブロードな吸収帯が、内包されたノルコロールの積層に由来することを明らかにした。理論計算から、カプセル 中に内包されたノルコロールの主要な構造を予想した。この研究は、反芳香族化合物の積層によって三次元芳香族性を実現する、簡便な方法を提供するものである。次に、共有結合により連結したノルコロール二量体を合成した。ノルコロールを二量体にすることで、分子配列の制御に成功した。単結晶X線構造解析により、 ドーナツ型、一次元らせん型および一次元zig-zag型の超分子を形成することを明らか にした。ノルコロールの積層距離は非常に短く、芳香族化合物の積層構造 よりも近いことを発見した。このような密近接した積層は、ノルコロールどうしの強い軌道間相互作用を示唆している。現在は、共有結合により連結したノルコ ロール三量体の合成を進めている。三次元的な分子間相互作用を示す積層構造が発現すると期待している。