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, one type of compound with an axis structure and a ring structure is used.あるロタキサンの综合とそのstructure, dynamic 挙动に关する Research を行った. Specific には ring structure, symmetrical low いスピロフルオレン structure, axial structure にフッ元hara Sub-introduction of することにより, low symmetry of のした［2］ロタキサンをsynthetic した.また, その动的挙动を精探するため, Ring Structure の大きさがdifferentなるロタキサン、axial structureの长さがdifferentなるロタキサンを合した. Second time, synthesis of the structure of the synthetic structure of the movement of the movement of the movement of the について1H NMR, 19F NMR Low symmetry, low structure, low symmetry The non-symmetry of ては and その reflects the 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axial structureのright side and left sideRing structureのスピロフThe のためににのためにししルオレン part of the のシグナルが観measurement された of the 2 groups. 1H NMR tester, 19FNM R&Sまた, Axial Molecule がロタキサンへと変change されることにより, シグナルのHigh Magnetic Field シフトThe structure of the ring is small, and the amount of change is large.さらにaxial structureの长さがdifferentなるロタキサンについてスペクトルをanalytic したところ, ロタキサンにける环structural bureau in the change が开こっていることを明らかにした. The results of the above are the existence of special interactions, the existence of special interactions, and the localization of the ring structure.を明らかにするものであり, インターロック compound の动の动に关してimportant な知见を and えるものである. From now on, I will use my knowledge and make use of it, and I will use it to control my movements.

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