核形成の光制御とキラルソフトマテリアルへの応用

成核的光学控制及其在手性软材料中的应用

• 批准号: 22KJ0466
• 负责人: 齋藤 卓穂
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0466/
• 关键词: 自己集合; 超分子キラリティー; 2次核形成; アゾベンゼン; マジョリティールール; ナノリング; ナノチューブ; 光異性化; 超分子不斉増幅

昨年度までの研究で、光核形成制御法の確立の目処が立ったことから、今年度は階層的自己集合による超分子不斉増幅について詳細に研究を行った。鏡像関係にあるキラル分子が混ざった場合、自己集合によりわずかな混合比の偏り（非対称性）が増幅され、得られる螺旋構造の巻き方向が一方に偏るという現象はマジョリティールール効果と呼ばれ、自然界のホモキラリティの起源を探求する上で重要な効果の一つとされている。昨年度、室温においてナノリングを形成し、0 ℃にするとそれらが積み重なってナノチューブへと階層的に自己集合するキラル分子（R体およびS体）を混ぜて集合させると、これらは混ざり合った状態でナノリングを形成し、その巻き方向は量が多い鏡像体に従うことを見出した。すなわち、ナノリング形成時にマジョリティールール効果によって巻き方向が決定されていることがわかった。得られたナノリング溶液を0 °Cに冷却することで得られたナノチューブ溶液において、ナノチューブ内でリングが回転する方向（螺旋の巻き方向）も量が多い鏡像体に従うことが判明した。このことから、ナノリングの巻き方向がナノチューブの巻き方向を決定づけていることが明らかとなった。この結果は米国化学会雑誌の一つであるJ. Am. Chem. Soc.誌に採択され、様々な媒体で解説記事が出されるなど、高い評価を受けた。また本来の研究テーマである、光照射によるらせん繊維の巻き方向の自在制御についても興味深い結果が見出されている。具体的には、用いる紫外光・可視光の強度を厳密に制御することで、らせん繊維の巻き方向を連続的に変化させることに成功した。この結果および前年度に得られた光照射によるらせん反転のメカニズムをまとめ、論文執筆を行い、国際論文として発表する予定である。また発光性分子の合成も進め、光による円偏光発光の自在制御についても調査する予定である。

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项目成果

Scissor‐Shaped Photochromic Dyads: Hierarchical Self‐Assembly and Photoresponsive Property

• DOI: 10.1002/tcr.202100252
• 发表时间: 2021-10
• 期刊: The Chemical Record
• 作者: Keigo Tashiro;T. Saito;Hironari Arima;Natsuki Suda;Balaraman Vedhanarayanan;S. Yagai

光による超分子キラリティの反転を示すアゾベンゼンダイアドの自己集合における二次核形成の役割

二次成核在偶氮苯二联体自组装中的作用表现出光诱导超分子手性反转

• 发表时间: 2022
• 作者: 齋藤卓穂;北本雄一;井上大輔;矢貝史樹
• 通讯作者: 矢貝史樹