2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of innovative light-emitting-materials by construction of optically active higher-ordered structures and control of morphologies
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19H02792
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
森崎 泰弘 関西学院大学, 理工学部, 教授 (60332730)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 円偏光発光 / 面性不斉 / 高次構造制御 / 形態制御 / シクロファン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまでに、五種類の[2.2]パラシクロファン化合物の新規グラムスケール光学分割法を開発し、様々な光学活性パイ電子系を構築してきた。本年度は以下の項目に焦点を合わせて研究を展開した。
①光学活性Ｘ字型・Ｖ字型分子の系統的合成に関して、メトキシ基を４つ有する光学活性Ｖ字型分子を二種類合成し、その物性評価とシミュレーションによる物性解明に成功した。二種類の分子はパイ電子系が60度の角度で積層したＶ(60)字型分子と、120度の角度で積層したV(120)字型分子である。基底状態ならびに励起状態において、両者の物性値（光吸収、円二色性、発光特性、円偏光発光特性）にほとんど差はなかった。いずれの分子も積層した二つのパイ電子系が光を吸収し、励起状態においては一つの積層パイ電子系に軌道が局在化して発光することが分かった。すなわち、発光種は両者において同じであるため物性値に差がないことがシミュレーションによって明らかになった。
②ターフェニルが中央のベンゼン環で積層した光学活性X字型分子の合成と物性評価を行った。ターフェニルの様なポリアリーレンは潜在的軸不斉を有しており、シクロファンの面性不斉でターフェニルの軸性不斉を制御することを目的して研究を展開した。その結果、室温ではフェニル基の自由回転により軸性不斉は観られないが、結晶状態ならびに-100度以下の低温ではフェニル基の回転運動が抑制されて軸性不斉が現れた。すなわち、面性不斉で軸性不斉を制御し、プロペラキラリティを発現することが分かった。低温において円偏光発光スペクトルを測定すると、フェニル基の回転運動の抑制により、デュアル円偏光発光が観測できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
目的とする光学活性[2.2]パラシクロファンビルディングブロックの合成にも成功し、光学活性Ｖ字型分子の系統的合成に着手するのみならず、物性評価とそのメカニズムを解明して報告することができた。その他にも７種類の分子の合成と物性解明に成功し、シクロファン骨格からなるパイ電子系積層分子の円偏光発光特性を予測できるようになった。
面性不斉シクロファンビルディングブロックと申請者が開発したパラジウム錯体触媒を用いる化学選択的クロスカップリング法により、異種パイ電子系が積層した光学活性ダッガー型ならびにダブルダッガー型分子の合成にも成功し、物性評価とあわせて報告した。
ターフェニル積層分子や新規環状分子の合成にも成功しており、当研究室にて合成してきた分子の中では最高のキロプティカル特性を発現する分子を見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
光学活性Ｘ字型・Ｖ字型分子の系統的合成において、予定していた分子の残り数種を合成する。
面性不斉による螺旋性不斉の制御を目的とし、多環芳香族炭化水素が末端の六員環で積層した分子の合成と物性評価を試みる。
両親媒性光学活性[2.2]パラシクロファン含有分子の自己組織化挙動と形態制御を検討するのみならず、さらに様々な骨格を用いた両親媒性分子の合成を試みる。
優れたキロプティカル特性を発現する新規光学活性環状分子の合成と物性評価に関する研究を完成させる。
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