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ロタキサン構造における回転運動の自在制御

自由控制轮烷结构的旋转运动

基本信息

批准号：
22K05071
负责人：
齋藤慎一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Science
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

项目摘要

ロタキサンは分子マシンの構成要素の一つであり、ダンベル状の構造（軸構造）と環構造から構成されている。これら２つの構成成分は共有結合で結びついていないため、ロタキサンは軸構造に沿った環構造の運動（シャトリング）、あるいは環構造の回転といった特徴的な動的挙動を示す。本研究では本研究では応募者らが独自に開発した合成法を活用して、環構造の回転運動を自在に制御可能な新規ロタキサン分子を創製することを目的として研究を行った。回転運動を制御するためには環構造と垂直かつ剛直な置換基を導入する必要がある。そこで環構造にスピロ構造を導入した大環状フェナントロリン誘導体-銅錯体を合成し、かさ高い置換基を有するアルキンを用いるグレーザーカップリングを試みた結果、環構造にスピロ構造が導入されたロタキサンが合成できることを示した。合成したロタキサンの構造は高分解能質量分析を含む各種スペクトルデータにより決定した。様々なロタキサン誘導体を合わせて合成し、１Ｈ　ＮＭＲ，１９Ｆ　ＮＭＲを用いて詳細な検討を行ったところ、このロタキサンにおいては環構造軸分子に沿って自由に運動し均一な分布を示しているのではなく、軸構造に存在する１，３－ジイン部位に局在化していることを明らかにした。このような相互作用はロタキサン構造を有する分子において初めて確認された現象である。今後はこの知見を活用し、回転運動の制御が可能なロタキサンの合成を進めてゆく予定である。

The structural elements of the molecule are composed of a structure (axis structure) and a ring structure. The movement of the two constituent elements along the axis of the ring structure and the movement of the characteristics of the ring structure are shown. This study aims to explore the application of synthetic methods to control the free movement of ring structures and to create new molecules. It is necessary to control the movement of the ring structure and the vertical displacement base. The ring structure is introduced into the large ring structure and the copper complex is synthesized. The high substitution group is used to synthesize the ring structure. The ring structure is introduced into the copper complex and synthesized. The structure of the compound is determined by the amount of decomposition energy. 1H NMR and 19F NMR were used to investigate the molecular structure of the ring structure in detail. The molecular structure of the ring structure moves freely along the axis and is uniformly distributed. The structure of the ring structure exists in the 1,3-position. The interaction between the two molecules was confirmed. In the future, we will use the knowledge and control the movement to make progress.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

大環状ジベンゾフェナントロリン-ニッケル錯体の触媒活性を利用した[2]ロタキサンの合成

大环二苯并菲绕啉镍配合物催化合成[2]轮烷

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
太田美寿々;奥田綾乃;吉越裕介;斎藤慎一
通讯作者：
斎藤慎一

ロタキサン型インターロック構造を用いたπ共役系化合物の集積構造制御

利用轮烷型互锁结构控制π共轭化合物的整体结构

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
森隆至;吉越裕介;斎藤慎一
通讯作者：
斎藤慎一

19F NMR スペクトルを利用した[2]ロタキサンのコンフォメーション解析

使用 19F NMR 谱对[2]轮烷进行构象分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
斎藤慎一;Rashid Showkat;村上隆史;小金澤寛;武藤雄一郎;吉越裕介
通讯作者：
吉越裕介

Fluorinated [2]rotaxanes with spirofluorene motifs: a non-symmetric distribution of the ring component along the axle component

具有螺芴基序的氟化[2]轮烷：环组分沿轴组分的非对称分布

DOI：
10.1039/d2nj05021h
发表时间：
2023
期刊：
New Journal of Chemistry
影响因子：
3.3
作者：
Rashid Showkat;Murakami Takashi;Koganezawa Hiroshi;Yoshigoe Yusuke;Hosoya Shoichi;Saito Shinichi
通讯作者：
Saito Shinichi

保坂力稀、Rashid Showkat、吉越裕介、斎藤慎一

保坂力、拉希德·肖卡特、吉越佑介、斋藤新一