ポルフィリン集積超分子ワイヤの分子設計と動的スイッチング

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ポルフィリン類の特異機能は、その剛直な大環状π-共役系に起因しており、特に、二つ以上のポルフィリンユニットが集積すると、特異なπ-電子構造が形成されることが知られている。我々は、二枚のポルフィリンで一つの金属原子をサンドイッチしたダブルデッカー型金属錯体のポルフィリン環の間に働くπ-電子相互作用を、架橋金属あるいはポルフィリン部分のレドックスによりスイッチングできることを見いだしている。この知見を基に、本研究では、基質取込可能なキャビティーを有するface-to-face型ポルフィリンダイマーを基本ユニットとして、ダブルデッカー型の配位結合を介して架橋することにより、ゲストの取り込みによるスイッチングが可能な『一次元の梯子型ポルフィリン集積ワイヤ』を設計を目指した。本年度は、基本ユニットとなるポルフィリンダイマーの分子設計を中心に検討した。ここでは、金属架橋反応の際に、分子内で架橋が起こらないように、二枚のポルフィリンの間にrigidなフェニレンエチニレン鎖で結合したface-to-face型ポルフィリンダイマーを分子設計した。さらに、集積化に伴う溶解度の低下を考慮し、スペーサ部分には、ベンゼン環層が3層(L3)、4層(L4)のポリ(アリールエーテル)デンドリマーユニットを導入した。具体的には、デンドリマー部分を導入したm-フェニレンエチニレン鎖架橋ジアルデヒドをジピロメタンを、酸触媒下でカップリングさせることにより、目的とするポルフィリンダイマーの合成に成功した。