Ｂａｉｒｄ則に基づくπ共役系分子の動的物性の設計

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本研究では、超分子重合可能なキラルなシクロオクタテトラエン（COT）誘導体を用いることで、新奇なキロプティカル物性を発現する超分子ポリマーを開発した。最終年度である当該年度は、前年度までの知見をもとに新たにキラルなCOT誘導体を設計・合成し、超分子交互重合とBaird芳香族性に基づく光誘引超分子重合を実現した。新規に合成したCOT誘導体は、興味深いことに光学異性体の状態とラセミ体の状態とで大きく異なる溶解性を示した。溶けきれない沈殿物中の光学異性体比は溶かしたCOT誘導体の光学純度にかかわらず常にほぼ1:1であった。ここから研究を展開させ、分光法・透過型電子顕微鏡観測・動的光散乱法などを用いて詳細に検討を行った結果、この分子はキラルなCOTコアが一次元に交互積層して超分子重合していることが強く示唆された。さらに、このCOT誘導体はBaird則に基づき光ラセミ化可能であることを利用して、光照射による段階的な超分子重合度制御と超分子重合の時空間制御（フォトパターニング）を実現した。本研究提案の時点ではほとんど例がなかった「Baird則に基づく分子機能設計」は、近年幾つかの研究グループから活発に報告されており、分子の光物性を設計する上での新指針となりつつある。本成果はBaird則に基づいて分子集合体の巨視的物性・光機能をデザインした初の例であり、関連する光化学の基礎研究領域や光刺激応答材料開発の発展に大きく貢献しうる成果である。