キラル認識プロセスの分子論的考察ー分子構造と光学非対称性からー

手性识别过程的分子分析 - 从分子结构和光学不对称性 -

基本信息

批准号：
20H00333
负责人：
桑原裕司
金额：
$ 28.62万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、キラル認識のメカニズムを、その分子配向・電子状態、および光学非対称性の単一分子レベル解析を通して考察・解明することを目指す。キラル分子として、安定性、構造の単純性に優れたヘリセン誘導体を研究対象とし、各種ヘリセン誘導体の合成およびキラル分離、固体表面上での低次元自己組織化構造の制御を行ったのち、OA-TERSを中心としたナノスケール複合分析システムを用いて、局所的な分子配列・配向と、ラマン振動状態解析・光学活性計測とを連動して、実空間、分子スケールでの電子状態・光学特性・振動特性を総合的に評価するものである。本年度は、特に、ヘリセン誘導体の一つであるヘリセンジフェニル分子について、特に円偏光入射によるラマン光学活性（OA-TERS）に関する詳細な実験を開始した。まず、円偏光を制御するための1/4波長板を回転しながら、ラマン散乱強度をモニターした。本実験でわかることは、探針直下におけるプラズモンの偏光状態と、入射円偏光と相関についてであり、探針先端の形状による、プラズモン変更具合と、それに伴うラマン光学活性の影響に関する知見が得られる。一連の実験において、探針先端の非対称性がOA-TERSに大きな摂動を与えることがわかってきた。本件については、理論計算からのアプローチも開始しており、今後、OA-TERSの定量的解析につながるものである。一方、エナンチオ分離したP体、M体のみの規則構造もSTMにより観測し、キラル認識について、新たな知見が得られ、昨年までに提案したキラル認識モデルを一部修正した。DFT計算、MD計算を引き続きおこない、[7]ヘテロヘリセン、[5]ヘテロヘリセンの周期構造内での分子配向を特定した。一部理論計算と実験結果が異なる結果を得ているが、今後、計算を高度化・大規模化することで、両者の一致が見られるであろうと期待している。

这项研究旨在通过单分子水平分析其分子取向，电子状态和光学不对称性来检查和阐明手性识别的机制。作为手性分子，具有良好稳定性和结构简单性的固定衍生物是研究的主题，在合成和手性分离各种衍生物后，控制固体表面上的低维自组装结构的低维自组装结构，然后研究使用纳米级综合分析，并在OA中进行了杂音，并在OA-ORECTER中进行了杂音，并将其用于杂音，并将其用于杂音，并将其用于杂音，并将其用于杂音，并实现了杂音，并将其用于杂音，并将其构成杂音，并将其用于杂音，并将其构成杂音，并将其构成杂音，并将其构成杂音，并将其用于杂音，并将其构成杂音，并将其构造为电子表面，并将其构成电子表面的实质性分析。通过将局部分子布置和方向与拉曼振动状态分析和光学活性测量联系起来来缩放。今年，我们已经开始了一个详细的实验，该实验是针对旋烯基分子的拉曼光学活性（OA-TERS），该实验是通过循环极化的光入射的旋烯衍生物之一。首先，在旋转四分之一波板以控制圆极化时，监测了拉曼散射强度。在本实验中可以看到的是与探针下方等离子体的极化状态和入射圆极化的相关性，并且由于探针尖端的形状以及拉曼光学活性的相关作用，我们可以获得有关等离子体变化的知识。在一系列实验中，已经发现探针尖端不对称会在OA-TERS中产生明显的扰动。在这种情况下，我们还从理论计算开始了一种方法，这将导致对OA-TERS的定量分析。另一方面，还使用STM观察到仅对映射的P和M形式的规则结构，从而为手性识别提供了新的见解，并对截至去年提出的手性识别模型进行了部分修订。继续进行DFT和MD计算，以鉴定[7]杂烯和[5]杂烯烯的周期性结构内的分子取向。尽管某些理论计算和实验结果有所不同，我们希望将来通过增加复杂和大规模的计算，我们将能够看到两者之间的一致性。

项目成果

期刊论文数量（19）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

STM-TERSを用いたヘリセンディフェニルのキラル認識機構の評価

使用 STM-TERS 评估螺二苯的手性识别机制

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ui Atsushi;Furuya Masahiro;Arai Takahiro;Shirakawa Kenetsu;岡田将希
通讯作者：
岡田将希

STMによるヘリセン誘導体のキラリティーの評価

用STM评价螺烯衍生物的手性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
北野裕之;Manuel Souvervielle;河邉佳典;上平正道;服部卓磨
通讯作者：
服部卓磨

Theoretical study on the chiral recognition mechanisim of thiaheterohelicene molecules using DFT and MD calculations

利用DFT和MD计算理论研究硫杂螺旋烯分子的手性识别机制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Changqing Ye;Takuma Hattori;Yuji Hamamoto;Pawel Krukowski;Akira Saito;Hideji Osuga;Yoshitada Morikawa;Yuji Kuwahara
通讯作者：
Yuji Kuwahara

STM-TERSによるヘリセンジフェニル分子のキラリティーと振動スペクトルの評価

利用 STM-TERS 评估螺烯联苯分子的手性和振动光谱