Optically Active pi-Figuration Based on Planar Chiral [2.2]Paracyclophanes

• Project Area: pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions
• Project/Area Number: 17H05165
• 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): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2018: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2017: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
• Keywords: シクロファン / 円偏光発光 / 面性不斉

Outline of Annual Research Achievements

報告者は多置換[2.2]パラシクロファン化合物が発現する面性不斉に着目し、それらの新規光学分割法の開発と官能基変換に関して研究を展開してきた。また、面性不斉[2.2]パラシクロファンを基盤とする光学活性パイ電子系を造形し、それらの円偏光発光特性（ＣＰＬ）を中心に評価してきた。
本年度の研究では、新規光学活性四置換[2.2]パラシクロファン「bis-(para)-pseudo-meta-[2.2]パラシクロファン」の光学分割ならびに官能基変換法を開発することができた。これをビルディングブロックとして用いれば、パイ電子系が１２０度の角度で積層する造形が可能となる。
また本年度はbis-(para)-pseudo-ortho-四置換[2.2]パラシクロファンの高効率合成法の開発にも成功した。これを用い、パイ電子系が６０度の角度でＶ字に積層した分子を合成した。一方、4,7,12,15-四置換体を用いれば、同じパイ電子系がＸ字に積層した分子を合成することができる。このようにして得られたＶ字型分子とＸ字型分子の物性を比較したところ、両者は同じ絶対配置にもかかわらず、円二色性（ＣＤ）とＣＰＬの符号が逆転することが明らかになり、この理由をシミュレーションによって説明することができた。積層位置の違い、すなわち配向性のわずかな違いがキロプティカル特性に影響を及ぼす興味深い結果である。
その他本年度は、pseudo-meta-二置換[2.2]パラシクロファンをモノマーとして用い、パイ電子系が１２０度の角度でジグザグに積層した全く新しいタイプのスルースペース共役系高分子の合成にも成功した。引き続き、キラルなpseudo-meta-二置換[2.2]パラシクロファン体の合成にとりかかっており、ＣＤやＣＰＬの比較とシミュレーションによる考察を行いたい。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Planar Chiral [2.2]Paracyclophanes: Optical Resolution and Transformation to Optically Active π-Stacked Molecules (2019)
  • Author(s): Morisaki, Y.; Chujo Y.
  • Journal Title: Bull. Chem. Soc. Jpn. Volume: 92 Issue: 2 Pages: 265-274
  • DOI: 10.1246/bcsj.20180259
  • NAID: 130007591390
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Control of Circularly Polarized Luminescence by Orientation of Stacked π-Electron Systems (2019)
  • Author(s): Kikuchi, K.; Nakamura, J.; Nagata, Y.; Tsuchida, H.; Kakuta, T.; Ogoshi, T.; Morisaki, Y.
  • Journal Title: Chem. Asian J. Volume: 14 Issue: 10 Pages: 1681-1685
  • DOI: 10.1002/asia.201801741
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Optically Active π-Conjugated Molecules Based on Planar Chiral [2.2]Paracyclophane (2018)
  • Author(s): 森崎泰弘、中條善樹
  • Journal Title: Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan Volume: 76 Issue: 10 Pages: 1055-1065
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.76.1055
  • NAID: 130007496491
  • ISSN: 0037-9980, 1883-6526
  • Year and Date: 2018-10-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Optically Active π-Stacked Compounds Based on Planar Chiral Tetrasubstituted [2.2]Paracyclophane (2018)
  • Author(s): Sasai, Y.; Tsuchida, H.; Kakuta, T.; Ogoshi, T.; Morisaki, Y.
  • Journal Title: Mater. Chem. Front. Volume: 2 Issue: 4 Pages: 791-795
  • DOI: 10.1039/c7qm00613f
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Enantiopure Planar Chiral Bis-(para)-Pseudo-meta-Type [2.2]Paracyclophanes (2018)
  • Author(s): Sawada, R.; Gon, M.; Nakamura, J.; Morisaki, Y.; Chujo Y.
  • Journal Title: Chirality Volume: 30 Issue: 10 Pages: 1109-1114
  • DOI: 10.1002/chir.23010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] π-Stacked Polymer Consisting of a Pseudo-meta-[2.2]Paracyclophane Skeleton (2018)
  • Author(s): Maeda, H.; Kameda, M.; Hatakeyama, T.; Morisaki, Y.
  • Journal Title: Polymers Volume: 10 Issue: 10 Pages: 1140-1140
  • DOI: 10.3390/polym10101140
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] [2.2]Paracyclophane-based Single Molecular Wire Consisting of Four π-Electron Systems (2017)
  • Author(s): Morisaki, Y.; Shibata, S.; Chujo Y.
  • Journal Title: Can. J. Chem. Volume: 95 Issue: 4 Pages: 424-431
  • DOI: 10.1139/cjc-2016-0526
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Optically Active Phenylethene Dimers Based on Planar Chiral Tetrasubstituted [2.2]Paracyclophane (2017)
  • Author(s): Gon, M.; Morisaki, Y.; Chujo Y.
  • Journal Title: Chem.-Eur. J. Volume: 23 Issue: 26 Pages: 6323-6329
  • DOI: 10.1002/chem.201605598
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oxygen-bridged Diphenylnaphthylamine as a Scaffold for Full-color Circularly Polarized Luminescent Materials (2017)
  • Author(s): Hidetaka Nishimura, Kazuo Tanaka, Yasuhiro Morisaki, Yoshiki Chujo, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murta
  • Journal Title: J. Org. Chem. Volume: 82 Issue: 10 Pages: 5242-5249
  • DOI: 10.1021/acs.joc.7b00511
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Silver(I)-Induced Higher-Ordered Structure Based on Planar Chiral Tetrasubstituted [2.2]Paracyclophane (2017)
  • Author(s): Gon, M.; Morisaki, Y.; Chujo Y.
  • Journal Title: Chem. Commun. Volume: 53 Issue: 59 Pages: 8304-8307
  • DOI: 10.1039/c7cc03615a
  • Peer Reviewed
• [Presentation] [2.2]パラシクロファンを含む新規環状π共役系分子の合成と物性 (2019)
  • Author(s): 丹波俊輔・森崎泰弘
  • Organizer: 日本化学会第99春季年会
• [Presentation] Circularly Polarized Luminescence from Planar Chiral Molecules Based on [2.2]Paracyclophane (2018)
  • Author(s): Yasuhiro Morisaki
  • Organizer: 223rd Electrochemical Society Meeting
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 光学活性二次構造を制御したπ電子系の積層 (2018)
  • Author(s): 森崎泰弘・菊池克彰・中村純・土田啓・角田貴洋・生越友樹・長田裕也
  • Organizer: 第67回高分子討論会
• [Presentation] ねじれたπ電子系からの円偏光発光 (2018)
  • Author(s): 森崎泰弘
  • Organizer: 化学フェスタ
  • Invited
• [Presentation] 面性不斉非対称四置換[2.2]パラシクロファンを用いる新規V字型化合物の合成 (2018)
  • Author(s): 菊池克彰・中村純・土田啓・角田貴洋・生越友樹・長田裕也・森崎泰弘
  • Organizer: 第38回有機合成若手セミナー
• [Presentation] シュード-メタ-[2.2]パラシクロファンを用いたπ電子系積層高分子の合成 (2018)
  • Author(s): 前田葉月・森崎泰弘
  • Organizer: 第38回有機合成若手セミナー
• [Presentation] 面性不斉[2.2]パラシクロファンを基盤とする新規X字型光学活性化合物 (2018)
  • Author(s): 松並裕樹・土田啓・角田貴洋・生越友樹・森崎泰弘
  • Organizer: 第38回有機合成若手セミナー
• [Presentation] 面性不斉四置換[2.2]パラシクロファンを用いるV字型光学活性化合物の合成 (2018)
  • Author(s): 菊池克彰・中村純・土田啓・角田貴洋・生越友樹・長田裕也・森崎泰弘
  • Organizer: 第29回基礎有機化学討論会
• [Presentation] 面性不斉[2.2]パラシクロファンを用いた異種π電子系積層光学活性化合物の合成 (2018)
  • Author(s): 笹井優作・土田啓・角田貴洋・生越友樹・森崎泰弘
  • Organizer: 第29回基礎有機化学討論会
• [Presentation] シュード-メタ-[2.2]パラシクロファンからなるスルースペース共役系高分子の合成と物性 (2018)
  • Author(s): 前田葉月・森崎泰弘
  • Organizer: 第29回基礎有機化学討論会
• [Presentation] 面性不斉四置換[2.2]パラシクロファンを基盤とするオリゴアリーレン積層分子の合成 (2018)
  • Author(s): 難波源希・角田貴洋・生越友樹・森崎泰弘
  • Organizer: 第29回基礎有機化学討論会
• [Presentation] Optically Active Conjugated Compounds Based on Planar Chirality (2018)
  • Author(s): Yasuhiro Morisaki
  • Organizer: International Congress on Pure & Applied Chemistry 2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Synthesis of Planar Chiral Building Blocks and Their Application as Circularly Polarized Luminescence Emitters (2017)
  • Author(s): Jun Nakamura, Yasuhiro Morisaki
  • Organizer: Chirality 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 面性不斉[2.2]パラシクロファンを核とするX型・V型共役系分子の合成と物 (2017)
  • Author(s): 中村純・長田裕也・森崎泰弘
  • Organizer: 第２７回基礎有機化学討論会
• [Presentation] Synthesis of Optically Active Macromolecules Based on Planar Chirality (2017)
  • Author(s): Yasuhiro Morisaki
  • Organizer: 25th World Forum on Advanced Materials
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] 研究室Webページ
  • URL: http://www.kg-applchem.jp/morisaki/
• [Remarks] 研究室Webページ（英文）
  • URL: http://www.kg-applchem.jp/morisaki/en/