異方性ナノチューブ分子の設計・合成と機能探索

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本研究は「異方性ナノチューブ分子の設計・合成と機能探索」の題目のもと遂行された．構造を非対称化したナノチューブ分子の合成法を確立し，その機能を探索することを目的としている．構造を非対称化したナノチューブ分子の合成法は，白金錯体を用いたカップリング反応という予想外の発見により見出した．計画段階では想定してはいなかったが，得られた分子はキラリティを有しているものであった．そこで，キラル分子特有のキラル光学特性についての解析を進め，溶液中での分子のダイナミックスとキラル光学特性の関係性を明らかにした．キラル光学特性を有する有機分子の開発において，今後重要な知見となることを期待している．さらにキラル分子の研究を進める中で，キラルな三次元炭素材料である"ダイアモンドの双子”となる最小かご分子の設計を行った．"ダイアモンドの双子”は，構成要素が炭素の場合高い歪みにより不安定なためこれまで合成されたことのない物質であった．そこで構成要素をベンゼンにすることで，カップリング反応を中心とした合成のすえ最小かご分子を単離した．最小かご分子は，ベンゼンの頂点14個をビアリール結合の辺15本で結んだ構造となった．これに加えて，ベンゼンの頂点を26個に増やしたかご分子も同時に合成を行なった．また，単結晶X線構造解析・円偏光二色性測定・分子動力学計算などを駆使して，"ダイアモンドの双子"のキラリティを解き明かし，その異性体の分離にも成功した．