2014 Fiscal Year Annual Research Report
新規面不斉シクロファン化合物の創成および機能性高分子材料への展開
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14J02514
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
権 正行 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Keywords | シクロファン / スルースペース共役系 / 面不斉 / 円偏光発光 / デンドリマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）面不斉四置換[2.2]パラシクロファンをテンプレートとした二重らせん構造の創出
面不斉四置換[2.2]パラシクロファンを骨格とし、金属配位やエキシマ－形成により高次構造を制御可能な光学活性π共役系化合物を合成した。具体的には、金属配位点としてピリジン環を導入することで、AgやCuに応答し構造を変化させる分子の合成に成功した。また、ピレン環を導入することで、励起状態におけるエキシマ－形成を利用し高次構造が誘起することに成功した。これらの物性は円二色性や円偏光発光性の違いとして検出可能であり、新たなマルチセンシング材料として有効と考えられる。
（２）面不斉四置換[2.2]パラシクロファンをコアに有するキラルデンドリマーの合成
面不斉[2.2]パラシクロファンをコアに有する光学活性デンドリマーの合成を行った。デンドリマー構造に着目することでエネルギー捕集効果による高輝度化、立体保護効果による濃度消光の低減に取り組んだ。その結果、発光強度はデンドリマーの世代に応じて増加し、また第2世代以上のデンドリマーで明確な立体保護効果、すなわち薄膜での高輝度発光が観測された。いずれのデンドリマー中でも面不斉[2.2]パラシクロファン由来のキラリティは保持されおり、薄膜高輝度円偏光発光材料としての可能性を示すことに成功した。
（３）面不斉[2.2]パラシクロファンを基軸とした光学活性環状化合物：共役長の拡張と光学特性
面不斉四置換[2.2]パラシクロファンを骨格に持つ、共役長を拡張した新規環状π共役系化合物の合成を行った。シクロファンを利用した環状π共役系化合物は大きな不斉を持ち、優れた円偏光発光特性を有する骨格として有望であり、共役系を拡張することによる高機能化に取り組んだ。その結果、環状化合物の性質は飛躍的に向上し、既存の物性値を遙かに凌駕する円偏光発光体を合成することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
（１）に関しては、すでに面不斉四置換[2.2]パラシクロファンを骨格に持ちピリジン環状やピレン環といった刺激応答部位を有する光学活性π共役系化合物の合成が完了している。現在、高次構造の解明、および種々の金属に対するセンシング能について調査を行っている段階であり、順調といえる。
（２）に関しては、面不斉四置換[2.2]パラシクロファンをコアに有する光学活性デンドリマーの合成が完了し、光学特性の解析も完了した。現在、結果を論文にまとめている段階であり、順調といえる。
（３）に関しては、当初の計画とは異なるが、より基礎的な物性の探求が面不斉四置換[2.2]パラシクロファンを基軸とした材料の開発に不可欠であると考え、環状π共役系化合物の性質の解明に取り組んだ。この結果は雑誌への掲載が完了しており、順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）面不斉四置換[2.2]パラシクロファンをテンプレートとした二重らせん構造の創出
AgやCuだけでなく種々の金属への応答挙動を確認する。また、高次構造の形態が明らかとなっていないため、X線単結晶構造解析や滴定により金属配位による構造を明らかにする。また、円二色性および円偏光発光性に着目し、計算化学を用いての構造解明へのアプローチを試みる。
（２）面不斉四置換[2.2]パラシクロファンをコアに有するキラルデンドリマーの合成
論文執筆に必要なデータの収集やその解釈を進めていく。
また、新しいテーマとして、面不斉四置換[2.2]パラシクロファンの特徴を解明するため、またその応用の可能性を示すために新たな機能性分子の合成に取り組む予定である。
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