2020 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Multi-Dimensional Chiral Assemblies Based on pi-Expanded Helical Aromatic Ligands
Publicly Offered Research
| Project Area | Coordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules |
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| Project/Area Number |
19H04573
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
廣瀬 崇至 京都大学, 化学研究所, 准教授 (30626867)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ヘリセン / キラリティー / 円偏光発光 / 遷移双極子モーメント / 量子化学計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、らせん状のキラリティーを持つ芳香族化合物であるヘリセンの分子構造と円偏光発光 (CPL) 特性について調査を行った。
2個の[5]ヘリセンの2,13位をC-C単結合で繋いだ8の字型のヘリセンダイマーは、D2対称性の分子構造に由来して最低励起エネルギー遷移に関する遷移電気双極子モーメント (TEDM) と遷移磁気双極子モーメント (TMDM) が平行に配置しており、優れたCPL特性 (発光量子収率 Φf = 0.08, 非対称性因子 gCPL = 1.5 × 10^-2) を示すことが実験および理論計算の両面から明らかになった。
また、[7]ヘリセンは最低励起エネルギー遷移に関するTEDMおよびTMDMの強度が低く発光量子収率がΦf = 0.05と小さい特性が見られるが、[7]ヘリセンの7,12位に電子求引基、3,16位に電子供与基を導入した[7]ヘリセン誘導体では、最低励起エネルギー遷移に関するTEDMおよびTMDM強度が大きく向上することに由来して、CPL強度が10倍以上に向上することを明らかにした。独自に開発したプログラムを用いた遷移双極子モーメント密度マッピングにより、[7]ヘリセンの5,10位に導入したシアノ基が遷移電気双極子モーメント強度の増加に大きく寄与しており、遷移磁気双極子モーメントは[7]ヘリセンの中央部のベンゼン環に主に由来することが明らかとなった。
以上のように、本研究では実測で得られたCPL特性の定量的な解析手法の開拓に成功し、今後の更なる優れたCPL発光特性を示す有機化合物の分子設計指針の構築に繋がると期待できる。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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