北海道大学大学院理学研究院の石垣 侑祐 助教，鈴木 孝紀 教授及び林 裕貴氏の研究グループは，光／熱で酸化特性の完全制御が可能な分子スイッチの創出に世界で初めて成功しました。

研究グループは，かさの大きな置換基が複数置換することで，折れ曲がり構造をとる分子を新たに設計しました。設計した炭化水素は，歪んだ七員環構造を含むことで上下の骨格が外側を向いたアンチ，アンチ（AA）型と一方の骨格が内側を向いたシン，アンチ（SA）型の両方が安定に存在するようにデザインされています。両者は安定な異性体としてそれぞれ合成され，光によってAA体からSA体へ，熱によってSA体からAA体へと，完全に相互変換可能なことを見出しました。

詳細な調査の結果，AA体よりもSA体の方が酸化されやすいことが明らかとなりました。これにより，光により構造が変化した分子（SA体）のみを酸化してジカチオン型色素へと導くことが可能となり，前例のない高度な制御性を実現しました。さらに，AA体とSA体が混合物として存在した場合でも，SA体のみをジカチオン型色素へと酸化し，AA体をそのまま回収することが可能です。

今回設計した分子は，炭素と水素のみから成る極めてシンプルな骨格で実現されており，酸素などを含む官能基を導入することによって，酸化還元電位や色調を自在に調節できると考えられます。光により酸化特性”オン”へ，そして熱により酸化特性”オフ”へ可逆的にスイッチ可能な，新規材料への応用が期待されます。

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