π共役系の切断と劇的な構造変化を引き起こす光応答性材料の開発

本研究では、光刺激によって劇的な構造変化とそれに伴った物性変化を引き起こす光応答性材料の開発を目指している。研究計画に従い、光による構造変化が起こる素子に対して官能基導入を試みたが良好な結果は得られていない。その一方で、昨年度発見した酸による環拡大反応を引き起こすひずんだマクロサイクルについて、類縁体合成を行うことでその反応機構や適用範囲について明らかにすることに成功した。このマクロサイクルはcalix[3]pyrroleと呼ばれるピロール3つが炭素架橋によって環状につながった分子であり、酸によって環サイズが二倍のcalix[6]pyrroleへと変換される。このマクロ最kルウのピロールをフランに置き換えることでひずみの大きさを変化させることができ、反応性を制御することが可能であることを明らかにした。また、マクロサイクルが環開裂を起こした鎖状の分子を単離することにも成功しており、環拡大反応が鎖状の中間体を経由して進行していることも明らかにした。加えて、ピロール、フラン、チオフェンからなる類縁体も同様に環拡大反応を引き起こすが、その際には環サイズが二倍の生成物に加えてより環サイズの大きな生成物がみつかり、最大で四倍の環サイズ（芳香環12個）のマクロサイクルの単離および構造解析にも成功した。この劇的な分子サイズの変化を起こす反応はひずみを駆動力としており、光応答性素子との組み合わせによってひずみを駆動力に、光の刺激によって劇的な構造変化をおこす材料の開発につながると考えられる。今後は光応答性を有するひずんだマクロサイクル合成とその反応による劇的な構造、物性変化を試みていく。

本研究では、光刺激によって劇的な構造変化とそれに伴った物性変化を引き起こす光応答性材料の開発を目指している。研究計画に従い、光による構造変化が起こる素子に対して官能基導入を試みたが良好な結果は得られていない。その一方で、昨年度発見した酸による環拡大反応を引き起こすひずんだマクロサイクルについて、類縁体合成を行うことでその反応機構や適用範囲について明らかにすることに成功した。このマクロサイクルはcalix[3]pyrroleと呼ばれるピロール3つが炭素架橋によって環状につながった分子であり、酸によって環サイズが二倍のcalix[6]pyrroleへと変換される。このマクロ最kルウのピロールをフランに置き換えることでひずみの大きさを変化させることができ、反応性を制御することが可能であることを明らかにした。また、マクロサイクルが環開裂を起こした鎖状の分子を単離することにも成功しており、環拡大反応が鎖状の中間体を経由して進行していることも明らかにした。加えて、ピロール、フラン、チオフェンからなる類縁体も同様に環拡大反応を引き起こすが、その際には環サイズが二倍の生成物に加えてより環サイズの大きな生成物がみつかり、最大で四倍の環サイズ（芳香環12個）のマクロサイクルの単離および構造解析にも成功した。この劇的な分子サイズの変化を起こす反応はひずみを駆動力としており、光応答性素子との組み合わせによってひずみを駆動力に、光の刺激によって劇的な構造変化をおこす材料の開発につながると考えられる。今後は光応答性を有するひずんだマクロサイクル合成とその反応による劇的な構造、物性変化を試みていく。