2022 Fiscal Year Research-status Report
Synthesis and properties of chiral topological molecules with remarkable circular polarlized luminescence
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21K05043
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
長谷川 真士 北里大学, 理学部, 講師 (20438120)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊與田 正彦 東京都立大学, 理学研究科, 客員教授 (50115995) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 円偏光発光 / キラル分子 / ヘリセン / ビナフチル / CDスペクトル / π共役系化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軸不斉ユニットを持つπ共役系化合物は共役系の特徴に応じたキラル光学特性を示す。本研究では軸不斉によって分子内にねじれを誘起した環状π共役系キラル分子を新たに合成し、その構造とキラル光学特性（特に円偏光発光(CPL)特性）の相関について調査することを目的としている。CPLは発光に際し、左右円偏光の強度に差が出る現象で、偏光やスピンが関与する光学材料につながるが、その詳細については未解明なままである。
本年度は、軸不斉である架橋型1,1'-ビナフチルによって拡張された環状オリゴフェニレン分子について合成し調査を行った。前年度までの研究からビナフチルを架橋することで、環状化合物の剛直性が増す。
架橋型1,1'-ビナフチルおよびビフェニルから構成されるユニットで作る環状二量体、環状三量体および環状四量体を合成した。これらの環状化合物は単結晶X線結晶構造解析や分子軌道計算によりその構造を明らかにした。いずれもフェニレン部分が大きくねじれていた。合成した化合物はオリゴフェニレンユニットが剛直な架橋型1,1'-ビナフチル構造に組み込まれており、いずれも高い量子収率(0.60-0.79)を示した。また、円二色性スペクトルでは強いコットン効果が観測された。CPLスペクトルを測定すると、蛍光スペクトルに一致した波長領域でコットン効果が観測され、比較的高いg値(どちらも0.0039-0.0052)（g値:円偏光発光における非対称性因子）を示した。それぞれを掛け合わせたCPL輝度、Bcpl は二量体で131、三量体で107、四量体で161と高い値を達成した。
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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
架橋ビナフチルとπ拡張の組み合わせにより、g値と量子収率の双方に優れた材料を開発することができた。g値に関しては、理論計算よりも小さい値であったため、その理由と対策について検討する余地があり、次年度以降につなげたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
合成したキラル発光分子は、通常の有機化合物では到達が難しい高いCPL輝度(BCPL)を持つことがわかったが、g値に関しては改善の余地がある。励起状態の対称性を考慮するとともに、振動構造が与える影響に関しても調査する予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響により、学会や研究会への参加を控えていた時期があり、旅費として計上していた分、次年度使用額が生じた。次年度の旅費に使用する予定である。
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Research Products
(31 results)
