Creation of photochromic crystals by controlling molecular structure using the template crystal method

使用模板晶体法控制分子结构来创建光致变色晶体

• 批准号: 22K05032
• 负责人: 植草 秀裕
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05032/
• 关键词: フォトクロミズム; サリチリデンアニリン; 混晶; 結晶構造解析; 固溶体; 単結晶構造解析; 粉末結晶構造解析

クロミズム反応の原理は光など外部刺激による分子内結合生成・開裂、あるいは分子の異性化による変化である。固相クロミズム反応は結晶中での分子配座（コンフォメーション）や分子配列に関係していることが結晶構造解析により観測され、特に反応の可否や生成分子の寿命は分子が結晶中で反応に適切な分子配座を取っていることが重要である。つまり、クロミズム結晶に代表される分子性機能性結晶では、構成分子が特定の配座（コンフォメーション）を取ることが機能発現の条件となる例がある。しかし、結晶中の分子配座を制御することは一般に困難であり、結晶の機能発現の大きな障害である。解決法として本研究は鋳型結晶、つまり「特定の配座を持つが機能を持たない分子による結晶」を用い、その一部を機能分子に置換することで、機能分子に特定の配座を与える制御を行い機能発現する、鋳型結晶法の確立を行う。フォトクロミック化合物であるサリチリデンアニリン(SA)類は分子配座が柔軟であり、結晶中で平面型配座を取るとフォトクロミズムを示さない。しかし、このSA類をゲスト分子とし、非平面型配座を持つテンプレート分子による鋳型結晶との混晶（置換型固溶体結晶）を作成すれば、SA類分子を特定の非平面型配座に精密制御し、フォトクロミズムを示す混晶を作成することができる。この鋳型結晶法による分子配座制御の学理の構築を目指し、鋳型分子系の探索、混晶の作成・結晶構造解明、物性測定を行うことを目的としている。本年は、サリチリデンアニリン(SA)類をゲスト分子として取れるホスト分子の選定と、予備的な混晶作成を行った。ホスト分子としてはベンジリデンアニリン(BA)類をターゲットとした。また、ホスト分子・ゲスト分子が混晶を作る条件を想定し、SA,BAがもつべき置換基を検討した。

The principle of koro-mime reaction is the formation and cleavage of intramolecular bonds due to external stimuli, and the transformation of molecules due to heterogenization. The molecular coordination in the crystallization of solid phase is important for the determination of molecular structure and the lifetime of molecules. The crystal represents the molecular functional crystal, and the constituent molecule has a specific ligand. It is difficult to control the molecular coordination in crystals, and it is difficult to realize the functions of crystals. In this study, the method of "special ligand holding function" and "special molecule holding function" were studied. The molecular coordination of (SA)-like compounds is soft, crystalline and planar. The preparation of SA-type mixed crystals (substitutional solid solution crystals) and SA-type molecules with specific non-planar ligands The theoretical construction of molecular coordination system in this type of crystallization method is aimed at the exploration of molecular system, the preparation of mixed crystals, the interpretation of crystal structure, and the determination of physical properties. This year, the selection and preparation of mixed crystals of different species are carried out. The first is the first time in a long time that I've seen you. The conditions for the formation of mixed crystals are determined, SA and BA are discussed.

项目成果

Multicomponent pharmaceutical crystals: green synthesis, and properties

多组分药物晶体：绿色合成及性能

• 发表时间: 2022
• 作者: Naoki Numadate;Shota Saito;Yuki Nojima;Taka-aki Ishibashi;Shinichi Enami;and Tetsuya Hama;篠田 亮介・近藤 正人・百武 篤也・石橋 孝章;鈴木沙弥・近藤正人・石橋孝章;Hidehiro UEKUSA
• 通讯作者: Hidehiro UEKUSA