Synthesis and properties of chiral topological molecules with remarkable circular polarlized luminescence
| Project/Area Number |
21K05043
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
長谷川 真士 北里大学, 理学部, 講師 (20438120)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊與田 正彦 東京都立大学, 理学研究科, 客員教授 (50115995)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 円偏光発光 / 円二色性 / キラル分子 / π共役系化合物 / 大環状化合物 / ヘリセン / ビナフチル / CDスペクトル / キラル化合物 / ねじれ化合物 / 円二色性スペクトル / 円偏光発光スペクトル / 蛍光材料 / らせん |
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| Outline of Research at the Start |
キラルな分子から生じる円偏光発光(Circularly Polarized Luminescence: CPL)は、偏光を発する光源として三次元表示ディスプレイや情報通信技術に期待されている。しかしながら、どのような分子設計で、どのように発色団を配置すれば高輝度な円偏光源が得られるのか？については不明瞭なままである。本研究では、近接したパイ共役系発色団を対称的に配置し、非局在化した励起状態を導く分子設計により、傑出した円偏光度(gCPL)を持つ材料を創出することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ビナフチルに[5]ヘリセンを連結した分子を合成し、その構造とキラル光学特性の関係を調査した。合成した分子は、基底状態および励起状態の双方においてC2対称構造を持ち、磁気遷移双極子モーメントおよび電気遷移双極子モーメントが平行（または反平行）に制御される。そのため、円二色性スペクトル(CD)および円偏光発光スペクトル(CPL)において比較的高い非対称性因子(g値)を示すに至った。また、面不斉[2.2]パラシクロファンに4つカルバゾールフェニルを導入したキラル分子を合成した。この分子はπ共役系高分子のキラル誘起剤として機能することがわかった。実際に、市販のポリ[(9,9-ジ-n-オクチルフルオレニル-2,7-ジイル)-alt-(ベンゾ[2,1,3]チアジアゾール-4,8-ジイル)] (F8BT)に対して3wt%の割合でドープしたところ、CPLスペクトルにおいてg値が著しく向上した(glum = 0.01)。
期間全体を通じ、高い対称性を持つ軸不斉ビナフチルおよび面不斉[2.2]パラシクロファンをキラル源とした拡張型π共役系化合物をいくつか合成し、CPL特性の向上を達成した。特に励起状態でも高い対称構造が期待される化合物は、高いglum値が観測された。円偏光を利用した発光デバイスを視野に、輝度が高い分子の合成も行った。キラルなビナフチルおよび[2.2]パラシクロファンをビフェニルでπ拡張した分子群を合成した。通常、量子収率の向上は電気遷移双極子モーメントの増加を伴うため、glum値とトレードオフの関係にある。剛直性の高いキラル環状構造を利用することで、glum値の低下を抑えつつ、量子収率を向上させ、高いCPL輝度(Bcpl > 100)を達成した。
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Report
(3 results)
Research Products
(53 results)
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[Journal Article] Aggregation-induced circularly polarized phosphorescence of Pt(II) complexes with and axially chiral BINOL ligand2023
Author(s)
D. Tauchi, T. Koida, Y. Nojima, M. Hasegawa, Y. Mazaki, A. Inagaki, K. Sugiura, Y. Nagaya, K. Tsubaki, T. Shiga, Y. Nagata, H. Nishikawa
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Journal Title
Chem. Commun.
Volume: 59
Issue: 27
Pages: 4004-4007
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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