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高速熱消色反応性を有するフォトクロミック分子スイッチングユニットの開発

具有快速热脱色反应活性的光致变色分子开关单元的研制

基本信息

批准号：
08J08157
负责人：
河合重和
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

1ヘキサトリエン系フォトクロミック分子は、紫外光照射によりπ共役系の連結様式が大きく切り替わることで濃く着色する、分子スイッチとして興味深い分子材料である。3つのヘテロ5員芳香環をオルト位で連結したターアリーレン誘導体は高効率で光着色することが示された。構造解析の結果から、ヘテロ芳香環間の分子内X-H(X=N,S)水素結合形成が光着色感度の向上に寄与することが示された。今回、分子間においても水素結合ダイマー形成によるフォトクロミック反応活性立体配座の固定化とそれに伴う光反応特性の向上が可能であると考え、中央のチアゾール環の2位に水素結合性カルバメート基を有するフォトクロミックターアリーレン誘導体を合成した。2合成した誘導体は水素結合性カルバメート基と中央のチアゾールN原子による相補的な水素結合と、t-ブチル基とアリール基との相補的なCH/π相互作用による6点でフォトクロミックホモダイマーを形成することが単結晶構造解析から明らかになった。3メタノール中では紫外光照射により、その誘導体の閉環体(紫色、極大吸収波長569ナノメートル)に由来する着色を示した。着色反応量子収率はヘキサン中とメタノール中で大きく異なり、基底状態におけるコンホメーションの溶媒依存性が示唆された。NOESYスペクトルの結果からは、メタノール溶液におけるダイマー構造由来の分子間相互作用が観測された。以上のことからこの誘導体はメタノール溶液状態においてもダイマー形成によりコンホメーションが固定化されることで光着色反応性が向上していると考えた。この観測結果を結晶構造、NMRスペクトル及び量子化学計算の結果から考察を行った。

1. Molecular materials with strong coloring and strong taste under ultraviolet irradiation 3-membered aromatic rings are linked to each other at the right position. The results of structural analysis show that X-H(X=N,S) water binding between aromatic rings is an upward direction of photochromatic sensitivity. In the present study, the formation of an intermolecular aqueous-binding ligand was investigated. The immobilization of the active stereoligand was accompanied by the synthesis of an inducer at the 2-position of the central aqueous-binding ring. 2. Synthesis of the inducer: water element binding; water element binding; water element; water element binding; water element binding; water element; water element binding; water element binding; water element; water element binding; water element 3. The origin of the coloring is shown in the closed loop of the inducer (purple, maximum absorption wavelength 569) under ultraviolet irradiation. The solvent dependence of the color reaction quantum ratio in the medium and substrate state is shown. The results of NOESY's selection process are as follows: The above is the case with the photo-induced substance, which is immobilized in solution. The results of these measurements were investigated in terms of crystal structure, NMR spectra and quantum chemical calculations.