柔軟応答空間を有する化合物のセンシング機能評価および界面分子・イオン認識性

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1.sp^3炭素は、4つの置換基間に生じる立体的・静電的反発により、適度にその結合角を変えうる。本研究では、この柔軟性を活かし、共役π系部位間に働くπ-π相互作用変化およびエキシマー発光性変化を、センシング応答とする化合物の創製を目指した。つまり、sp^3炭素の柔軟性を活かして芳香環距離を調節しπ-πスタッキング効果を上手く利用すれば、イオン包接に適しているといわれているサンドウィッチ構造を導く良好な対面構造分子すなわちイオンピンセット分子の創製が可能になると考えた。具体的には、平成17年度は、sp^3炭素により柔軟な応答空間を供与可能なマロン酸誘導体(エステル,アミド)をスペーサー部として選択し、光応答部かつセンシング部としてのピレニル基を導入したビス(ピレニル)マロン酸誘導体を創製し、その蛍光特性やイオンセンシング能を評価した。その結果、創製したビス(ピレニル)マロン酸誘導体は、銅イオンに対してそれぞれ異なる特異な蛍光特性を示すことが見出された。このように、遷移金属の中でも銅イオンを認識できたことは、注目に値する結果である。特に、ビス(ピレニル)マロン酸アミド誘導体の蛍光発光は、ある濃度の銅イオン存在領域でモノマー発光とエキシマー発光のON/OFFが切り替わっており、メタルスイッチとしての展開が期待できる結果が得られている。また、ビス(ピレニル)マロン酸エステル誘導体では、Stern-Volmer則を用いた銀イオン定量の可能性が示唆された。2.効果的に研究を遂行するため、分子軌道計算を適宜活用した。そして、計算化学がセンシング研究において有効かつ効果的な手段であることを明らかにし、学術論文に発表した。