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含窒素L字形多環芳香族化合物ジベンゾピロロナフチリジンを利用した機能性材料の開発

Research Project

Project/Area Number 16J08668
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

舘野 航太郎  東京理科大学, 総合化学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords螺旋構造 / 蛍光 / 複素環 / フォルダマー / πーπ相互作用 / 光学特性
Outline of Annual Research Achievements

ジベンゾピロロナフチリジンは、アルファベットの『L』字の形状を持つ含窒素多環芳香族性化合物であり、優れた蛍光特性を有し、また多様な構造修飾も可能であることから、様々な機能性材料への展開が期待できる。本研究では、(I)新奇L字形化合物の置換基導入とその蛍光特性および(II)二枚のL字骨格をπスペーサーで連結した二量体とした蛍光性螺旋状フォルダマーの開発を行った。
(I)ジベンゾ[1,2-a][1,8]ピロロナフチリジンは、その形状の特異性から、この誘導体の物性研究はこれまでにない機能性化合物の創出に繋がると期待される。本研究では、この五環系L字形化合物に対する構造修飾の検討から、様々な位置への置換基導入が可能であり、さらに青色から橙色までのバラエティに富んだ蛍光色調を発光させることに成功し、その原因を計算化学的手法によって明らかにした。
(II)人工合成した蛍光性螺旋構造体は、円偏光発光などの高い応用性を実現できると期待されている。そこで上記の優れた構造修飾能、特異な形状、および優れた蛍光特性を有するジベンゾピロロナフチリジンを用いて螺旋構造形成を目指した。本研究では、3,3'-ビフェニル型のπスペーサーを介したL字二量体が溶液中および結晶状態で螺旋構造に大きく偏っていることを明らかとし、さらに光学特性を調査したところ、螺旋配座においても高い蛍光量子収率を有することが明らかとなった。
さらなる検討のため、螺旋先端をオレフィンで架橋した固定型螺旋二量体を合成し、その光学特性を調査したところ、このものも高蛍光性を保っていることが明らかとなった。また、光学分割により右巻きおよび左巻き螺旋体を単離することに成功した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Dibenzopyrrolo[1,2-a][1,8]naphthyridines: Synthesis and Structural Modification of Fluorescent L-Shaped Heteroarenes2017

    • Author(s)
      Tateno Kotaro、Ogawa Rie、Sakamoto Ryota、Tsuchiya Mizuho、Kutsumura Noriki、Otani Takashi、Ono Kosuke、Kawai Hidetoshi、Saito Takao
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 83 Issue: 2 Pages: 690-702

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b02674

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Facile Two-Step Synthesis of 1,10-Phenanthroline-Derived Polyaza[7]helicenes with High Fluorescence and CPL Efficiency2017

    • Author(s)
      Takashi Otani, Ami Tsuyuki, Taiki Iwachi, Satoshi Someya, Kotaro Tateno, Hidetoshi Kawai, Takao Saito, Kyalo Stephen Kanyiva, Takanori Shibata
    • Journal Title

      Angewande Chemie International Edition

      Volume: 56 Issue: 14 Pages: 3906-3910

    • DOI

      10.1002/anie.201700507

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高蛍光性L字形ヘテロアレーンを用いた螺旋フォルダマーの架橋化と光学特性2018

    • Author(s)
      舘野航太郎、小野公輔、河合英敏
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of Helical Structure based on L-shaped Dibenzopyrrolo[1,2-a][1,8]naphthyridines2017

    • Author(s)
      舘野航太郎、大谷卓、小野公輔、齊藤隆夫、河合英敏
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会2017
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Properties of Novel Helical Motif Based on L-shaped Dibenzopyrrolo[1,2- a][1,8]naphthyridine2017

    • Author(s)
      舘野航太郎、小野公輔、河合英敏
    • Organizer
      ISNA 2017 (International Symposium on Novel Aromatic Compounds)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 蛍光性 L 字形化合物ジベンゾピロロナフチリジンを利用した螺旋構造の構築とその挙動調査2017

    • Author(s)
      舘野航太郎、小野公輔、河合英敏
    • Organizer
      第74回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of Molecular Clamps based on L-shaped Compounds2016

    • Author(s)
      舘野航太郎
    • Organizer
      第48回構造有機化学若手の会 夏の学校
    • Place of Presentation
      白浜荘(滋賀県高島市)
    • Year and Date
      2016-08-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] L字形多環芳香族化合物ジベンゾピロロナフチリジンを利用した螺旋構造の構築とその挙動調査2016

    • Author(s)
      舘野航太郎、大谷卓、小野公輔、齊藤隆夫、河合英敏
    • Organizer
      第7回サブウェイセミナー
    • Place of Presentation
      立教大学(東京都豊島区)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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