Spirofluorene Based Rotaxanes: Syntheses and Applications as Functional Materials

螺芴基轮烷：合成及其作为功能材料的应用

• 批准号: 22K20543
• 负责人: Rashid Showkat
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20543/
• 关键词: ロタキサン; 動的挙動; NMRスペクトル; スピロフルオレン; rotaxane; polymer; shuttling; spiro structure

本研究では軸構造と環構造からなるインターロック化合物の１種であるロタキサンの合成とその構造、動的挙動に関する研究を行った。具体的には環構造に対称性の低いスピロフルオレン構造、軸構造にフッ素原子を導入することにより、対称性の低下した［２］ロタキサンを合成した。また、その動的挙動を精査するため、環構造の大きさが異なるロタキサン、軸構造の長さが異なるロタキサンを合成した。次に、合成したロタキサンの構造とその動的挙動について１H　NMR、１９F　NMRスペクトルを用いることにより検討した。対称性の低いスピロフルオレン構造を有するロタキサンにおいては、その非対称性を反映したスペクトルデータが得られた。すなわち、ロタキサンの軸構造の右側と左側は環構造のスピロフルオレン部位のために非対称化し、２組のシグナルが観測された。１H　NMRスペクトルでは多数のシグナルが観測されるが、１９F　NMRスペクトルではシグナルが２つのみ観測されるため、解析が容易であった。また、軸分子がロタキサンへと変換されることにより、シグナルの高磁場シフトが観察され、環構造が小さい場合にはその変化量が大きくなることが判明した。さらに軸構造の長さが異なるロタキサンについてスペクトルを解析したところ、ロタキサンにおける環構造の局在化が起こっていることを明らかにした。以上の結果はロタキサンにおいて、特に大きな相互作用が存在しない場合でも環構造が局在化することを明らかにするものであり、インターロック化合物の動的挙動に関して重要な知見を与えるものである。今後この知見を活用し、ロタキサンの動的挙動の制御を実現につなげていきたい。

In this study, we conducted research on the synthesis, structure and dynamics of one kind of compound with axial structure and ring structure. Specific ring structure, symmetry and low temperature structure, axis structure, element atom introduction, symmetry and low temperature structure The structure of the ring is different from that of the shaft, and the structure of the shaft is different from that of the shaft. 1H NMR and 19F NMR spectra are used to analyze the structure and dynamics of the complex. The symmetry of the structure of the structure The right side and left side of the shaft structure of the ring structure of the ring structure are not symmetrical, and the two groups of rings are measured. 1H NMR spectrum analysis is easy to detect, and 19F NMR spectrum analysis is easy to detect The high magnetic field of the ring structure is small, and the amount of change is large. The length of the shaft structure is different from that of the ring structure. The above results are important for understanding the dynamics of chemical compounds in the presence of cyclic structures. In the future, this knowledge will be used, and the control of movement will be realized.

项目成果

Fluorinated [2]rotaxanes with spirofluorene motifs: a non-symmetric distribution of the ring component along the axle component

具有螺芴基序的氟化[2]轮烷：环组分沿轴组分的非对称分布

• DOI: 10.1039/d2nj05021h
• 发表时间: 2023
• 期刊: New Journal of Chemistry
• 影响因子: 3.3
• 作者: Rashid Showkat;Murakami Takashi;Koganezawa Hiroshi;Yoshigoe Yusuke;Hosoya Shoichi;Saito Shinichi
• 通讯作者: Saito Shinichi