Development of circularly polarized sensing technology applied with asymmetric photochromic molecules

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05546
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: Sawada Tsuyoshi 鹿児島大学, 総合科学域総合研究学系, 准教授 (90240902)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 円偏光 / センサー / フォトクロミズム / ジヒドロピレン / トリ-s-トリアジン

Outline of Final Research Achievements

In this research project, three asymmetric PZ-DHPs were synthesized as circularly polarized light (CPL) sensing materials with promising applications in biochemical analysis and information transfer technology. Optical resolution of these compounds was performed, and their absolute structures were estimated by DFT calculations. The potential of these compounds as CPL sensing materials was confirmed by the confirmed by the observation of the difference in the rate of photo-isomerization of the [S]- and [R]-enantiomers under irradiation of visible light (550 nm) with left- and right- CPL.
We also evaluated photocatalytic materials to be applied to these compounds.
These results were reported in 7 national conferences (2 invited lectures) and a scientific book from 2019 to 2021, and will be presented in 1 international conference, 1 national conference, and 1 scientific paper in 2022.

Free Research Field

分析化学、有機化学、

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

円偏光は3Dディスプレイ技術などに応用されており、円偏光発光材料などの研究が活発に行われている。しかし、円偏光技術の発展のためには、円偏光の新しい検出技術の開発が不可欠であり、本研究では、光応答性を有する不斉な有機分子を円偏光センシング材料とすることで、円偏光を偏光フィルターなどによる減衰無しにダイレクトに捉える技術を研究した。その結果、研究代表者が合成した非対称ジヒドロピレン類を光学分割することで、ラセミ化が生じない[S]-, [R]センシング材料を開発し、これらが左右円偏光の照射に対して反応速度の差を生じることを確認した。この結果は新しい円偏光センシング技術の基礎となることが期待される。