光学活性元素ブロックの合成と材料化学への展開

• Project Area: Creation of Element-Block Polymer Materials
• Project/Area Number: 15H00733
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kwansei Gakuin University
• Principal Investigator: 森崎 泰弘 関西学院大学, 理工学部, 教授 (60332730)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2015: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: リン原子 / 光学活性 / クラウンエーテル

Outline of Annual Research Achievements

報告者はこれまでに、リン原子に中心性不斉を有するＰ-キラルホスフィンに着目し、これを光学活性元素ブロックとして用いることで主鎖骨格にキラルリン原子を有する光学活性オリゴマー、ポリマー、かん乗化合物の合成を行ってきた。その中で、Ｐ－キラルビスホスフィンのキラリティを環骨格に組み込んだ様々な光学活性ホスファクラウンを合成してきた。本年度は新たに環サイズの異なる光学活性ホスファクラウンを種々合成し、それらのアルカリ金属イオン包摂能を評価した。その結果、いずれの環サイズのホスファクラウンもアルカリ金属イオンと１：１で錯形成することを確認した。そして、ホスファクラウンが一般的なクラウンエーテルが好んで内包するアルカリ金属イオンより、ワンサイズ小さなイオンを選択的に内包することが分かった。例えば、１８員環のクラウンエーテルはカリウムイオンを選択的に内包するが、同じ１８員環のホスファクラウンはナトリウムを選択的に内包する。この一番の要因として、リン原子と酸素原子の原子半径の大きさの違いが考えられる。
加えて、Ｐ－キラルビスホスフィンを元素ブロックとして用いた新規大環状化合物を合成した。この環状化合物はπ共役系リンカーをかん骨格に有している。特筆すべきは環状化合物が円偏光発光を発現したことである。本化合物を希薄溶液中において光励起することにより、π共役系部位が絶対蛍光量子収率約80％で発光し、その円偏光発光の異方性因子は10の-3乗の桁に達し、有機化合物としてはかなり大きな値を示すことが分かった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis of P-Stereogenic Macrocycles (2017)
  • Author(s): Kato, R.; Fukuyama, M.; Morisaki, Y.; Chujo Y.
  • Journal Title: Heteroatom Chem. Volume: 28 Issue: 1
  • DOI: 10.1002/hc.21354
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and Alkali Metal Ion Complexation of P-Stereogenic Diphosphacrowns (2016)
  • Author(s): Morisaki, Y.; Kato, R.; Chujo Y.
  • Journal Title: ChemistryOpen Volume: 5 Issue: 4 Pages: 325-330
  • DOI: 10.1002/open.201600033
  • NAID: 120005844252
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The connection between magneto-optical properties and molecular chirality (2016)
  • Author(s): Wada, S.; Kitagawa, Y.; Nakanishi, T.; Fushimi, K.; Morisaki, Y.; Fujita, K.; Konishi, K.; Tanaka, K.; Chujo Y.; Hasegawa, Y.
  • Journal Title: NPG Asia Mater. Volume: 8 Issue: 3 Pages: e251-e251
  • DOI: 10.1038/am.2016.17
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Luminescent Silicon Nanoparticles Surface-Modified with Chiral Molecules (2015)
  • Author(s): Miyano, M.; Nakanishi, T.; Wada, S.; Kitagawa, Y.; Kawashima, A.; Fushimi, K.; Morisaki, Y.; Chujo Y.; Hasegawa, Y.
  • Journal Title: Journal of Photopolymer Science and Technology Volume: 28 Issue: 2 Pages: 255-260
  • DOI: 10.2494/photopolymer.28.255
  • NAID: 130005093854
  • ISSN: 0914-9244, 1349-6336
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis of P-Stereogenic Tetraphosphacrowns (2015)
  • Author(s): Kato, R.; Morisaki, Y.; Chujo Y.
  • Journal Title: Asian J. Org. Chem. Volume: 4 Issue: 12 Pages: 1410-1416
  • DOI: 10.1002/ajoc.201500343
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] P-Stereogenic Diphosphacrowns: Facile Incorporation of Aromatic Rings (2015)
  • Author(s): Kato, R.; Watanabe, H.; Morisaki, Y.; Chujo Y.
  • Journal Title: Heterocycles Volume: 91 Issue: 12 Pages: 2295-2306
  • DOI: 10.3987/com-15-13324
  • NAID: 40020709489
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 不斉リン原子含有環状化合物の合成と環骨格へのキラル誘起 (2016)
  • Author(s): 福山美鈴・加藤亮祐・森崎泰弘・中條善樹
  • Organizer: 第６５回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県、神戸市）
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] 共役系リンカーを有する光学活性環状ホスフィンの合成 (2016)
  • Author(s): 福山美鈴・加藤亮祐・森崎泰弘・中條善樹
  • Organizer: 日本化学会第９６春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府、京田辺市）
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] [2.2]パラシクロファンを基盤とする積層π電子系と機能 (2016)
  • Author(s): 森崎泰弘
  • Organizer: 平成27年度高分子学会北陸支部石川地区講演会
  • Place of Presentation: 北陸先端科学技術大学院大学（石川県、能美市）
  • Year and Date: 2016-03-10
  • Invited
• [Presentation] 光学活性元素ブロックによる高次構造構築と円偏光発光発現 (2015)
  • Author(s): 森崎泰弘
  • Organizer: 大阪府立大学２１世紀科学研究機構 分子エレクトロニックデバイス研究所 第１７回RIMEDシーズ発掘講演会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学（大阪府、堺市）
  • Year and Date: 2015-11-06
  • Invited
• [Presentation] ピリジン環を有する光学活性環状ホスフィンの合成と錯形成挙動 (2015)
  • Author(s): 加藤亮祐・渡辺浩行・森崎泰弘・中條善樹
  • Organizer: 第２６回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 愛媛大学、松山大学（愛媛県、松山市）
  • Year and Date: 2015-09-24
• [Presentation] メタフェニレン骨格を有する光学活性環状ホスフィンの合成と錯形成 (2015)
  • Author(s): 加藤亮祐・森崎泰弘・中條善樹
  • Organizer: 第６４回高分子討論会
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県、仙台市）
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] ピリジン環を含む光学活性ジホスファクラウンの合成とホスト-ゲスト相互作用 (2015)
  • Author(s): 渡辺浩之・加藤亮祐・森崎泰弘・中條善樹
  • Organizer: 第６１回高分子研究発表会（神戸）
  • Place of Presentation: 兵庫県民会館（兵庫県、神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-17
• [Presentation] 種々の骨格を有する光学活性テトラホスファクラウンの合成 (2015)
  • Author(s): 加藤亮祐・森崎泰弘・中條善樹
  • Organizer: 第６４回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] ピリジン環を骨格にもつ光学活性ジホスファクラウンの合成と錯形成能 (2015)
  • Author(s): 渡辺浩之・加藤亮祐・森崎泰弘・中條善樹
  • Organizer: 第６４回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27