π縮環プロペランを立体骨格として利用する

ピラー[n]アレーンなどの大環状分子は内部に空間を持つ一方で、トリプチセンなどの立体骨格は集積構造をコントロールして外部に空間を作ることができます。私たちは同様の分子構造を持つπ縮環プロペランに関して、骨格合成の効率化や基本的な周辺修飾法（BCSJ 2022; CC 2023）の開発から始めて立体構成単位として発展させる研究を進めています。

立体骨格に基づく特性

他の立体骨格と比べてπ縮環プロペランは広いπ共役系を持つ点に着目し、網状高分子を合成しました。ポケット部位での多点CH/π相互作用に対応してナフタレン環の幅に対応するn-ペンタンまでは大きいほど吸着しやすく、それ以上はあまり変わらない挙動を見出しました（BCSJ 2022）。立体骨格を使って光学応答を示すπ平面をキラルな立体配置におくと、左右円偏光へ異なる応答（キラル光学特性）を示すようになりました（CC 2023）。

ねじれ配座・運動

トリプチセンが分子軸外側へのC–H結合を持つ代わりに、プロペランは分子内部にC–C単結合を持ちます。この違いによって分子軸周りのねじれが可能になり、周囲のループ構造の違いを反映して多様なねじれ配座・運動を示します（CEJ 2024）。一見ねじれていない[3.3.3]型の分子についても、周辺の柔軟な置換基の割合が低いにもかかわらず結晶性の固体でなくフィルムになる挙動が見つかりました（CAJ 2024）。π縮環プロペランは分子が密に詰まった結晶構造を作りにくく、非晶性や高い溶解性を示す傾向にあります。この関係は平面分子に対する擬平面・曲面分子の関係に対応しており、密に集積化しやすいトリプチセンでは実現しにくい柔らかい材料への展開が期待されます。