2021 Fiscal Year Annual Research Report
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21J14099
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 裕介 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Keywords | CPL / 円偏光発光 / 共役系 / キラル / らせん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
円偏光発光（CPL:Circularly Polarized Luminescence）とはキラルな分子から左右円偏光どちらかに偏った発光を示す現象です。CPL は"見える"「発光性」と"見えない"「円偏光」という両面の性質を活かして、セキュリティインクや 3D ディスプレイ、光通信、バイオイメージングなどの幅広い応用が期待されています。しかしながら円偏光発光性分子（CPL 分子）は、未だに実用化に十分な物性を持ち、合成コストが低いものが開発されていません。
申請者は、フタロシアニン類似骨格で反芳香族性をもち環状分子である、ヘミポルフィラジン骨格の環構造を開き、ピリジン環を加えることでらせんキラリティをもつ新奇らせん分子を開発しました。このらせん分子の亜鉛錯体は光学分割することで高い CPL 特性を示すことを明らかにしました。またこのらせん分子は室温溶液中で高速でらせんの反転が起きていることがわかったため、キラル置換基を導入したところ、室温溶液中で光学分割することなしに CPL を観測することができました。さらに、無置換のらせん分子の溶液にキラルアミンを添加することで、らせんの反転の平衡をずらし室温溶液中で CPL を観測することに成功しました。この結果は、この分子が CPL によるキラル環境のプローブとしての能力をもつことを示唆しています。
さらに、らせんの長さが大きい拡張らせん分子が生成していること、フェニル基を導入したらせん分子が自然分晶していること、骨格中の窒素原子(-N=)を炭素原子(-CH=)に置換した新奇骨格が合成できることを発見しており、さらなる機能開発の可能性を見出しています。
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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
当初の予定であった拡張型らせん分子の検討が遅れている一方で、予定にはなかった自然分晶現象の発見、新奇骨格の合成法の確立を達成しており、全体としては順調であると考えています。
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| Strategy for Future Research Activity |
自然分晶した分子の、結晶状態での CPL 測定により、結晶化により初めて CPL 活性を示す分子の実証をすることを目指します。また、新奇骨格分子について、置換基の導入方法の検討や新しい物性の調査を進めていく予定です。さらに、拡張型らせん分子の単離ができているため、こちらも物性の検討も進める予定です。
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