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優れた蛍光特性を有するヘテロヘリセンの効率的合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05710
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 有機化学
研究機関阿南工業高等専門学校

研究代表者

大谷 卓  阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 准教授 (70339109)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードヘリセン / アザヘリセン / 円偏光発光 / 超原子価ヨウ素 / 脱水素環化 / 簡便合成法 / 光学活性 / 分子内カップリング / 含窒素複素環 / 有機化学 / 有機物理化学
研究成果の概要

芳香環がオルト位で縮環したらせん状の非平面多環式芳香族化合物であるヘリセンの合成には一般に多段階を要し、蛍光量子収率も低いことが課題であった。本研究では市販品で入手が容易な出発物質を用いて,ハロゲン化した含窒素複素環への芳香族求核置換反応、あるいは Buchwald-Hartwig アミノ化によってアザヘリセン前駆体を合成した後、系中で調製した超原子価ヨウ素を用いて連続的な N-H/C-H カップリングを行うことで,優れた蛍光特性と円偏光発光特性を有するポリアザ[5]-[9]ヘリセンの合成に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヘリセンは芳香環がオルト位で縮環したらせん状の非平面多環式芳香族化合物であり,末端同士の立体反発によるキラリティーを有することから,新しい有機材料としての応用が期待されている.しかし,ヘリセンの合成には一般に多段階を要し,蛍光量子収率も低いことが課題であった.本研究では市販品で入手な出発物質を用いて,わずか2工程で対称ポリアザ[5]-[9]ヘリセンを合成した.それらの光物性を評価したところ非常に高い量子収率,あるいは円偏光発光特性を示した.本合成を応用することにより,さらに優れた円偏光発光特性を有する材料の開発へ応用できることが示唆された.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Short-step synthesis and chiroptical properties of polyaza[5]?[9]helicenes with blue to green-colour emission2020

    • 著者名/発表者名
      Otani Takashi、Sasayama Takuma、Iwashimizu Chisaki、Kanyiva Kyalo Stephen、Kawai Hidetoshi、Shibata Takanori
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 32 ページ: 4484-4487

    • DOI

      10.1039/d0cc01194k

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile Two-Step Synthesis of 1,10-Phenanthroline-Derived Polyaza[7]helicenes with High Fluorescence and CPL Efficiency2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Otani, Ami Tsuyuki, Taiki Iwachi, Satoshi Someya, Kotaro Tateno, Hidetoshi Kawai, Takao Saito, Kyalo Stephen Kanyiva, Takanori Shibata
    • 雑誌名

      Angewande Chemie International Edition

      巻: 56 号: 14 ページ: 3906-3910

    • DOI

      10.1002/anie.201700507

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] p-フェニレンジアミンを出発物質とした連続的N-H/C-Hカップリングによるポリアザヘリセン類の簡便合成と光物性の評価2020

    • 著者名/発表者名
      笹山 卓真・大谷 卓・カニヴァ ステイヴィン キャロ・柴田 高範
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Highly Fluorescent Polyaza[7]helicenes2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Otani, Takumi Baba, Masashi Horiuchi, and Takanori Shibata
    • 学会等名
      The 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New Polyazahelicenes: Facile Synthesis by Consecutive N-H/C-H Coupling with Hypervalent Iodine and Evaluation of Their Photophysical Properties2019

    • 著者名/発表者名
      Takuma Sasayama, Chisaki Iwashimizu, Takashi Otani, Kyalo Stephen Kanyiva, Takanori Shibata
    • 学会等名
      The 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-Step Synthesis of 1,10-Phenanthroline-Derived Polyaza-[7]helicenes2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Otani
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] p-フェニレンジアミンを出発物質としたポリアザ[7]ならびに[9]ヘリセンの簡便合成と評価2018

    • 著者名/発表者名
      岩清水千咲・馬場拓充・大谷卓・カニヴァステイヴィンキャロ・柴田高範
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 連続的 N-H/C-H カップリングによる効率的なアザヘリセンの合成と評価2017

    • 著者名/発表者名
      露木亜美・大谷 卓・岩地大輝・染谷 聡・舘野航太郎・河合英敏・齊藤隆夫・カニヴァ ステイヴィン キャロ・柴田高範
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会 (2017)
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Facile two-step synthesis of highly fluorescent polyaza[7]helicenes2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Otani
    • 学会等名
      26th International Society of Heterocyclic Chemistry (ISHC) Congress
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2 段階合成法によるらせん不斉を有するポリアザ[7]ヘリセンの合成と光物性評価2017

    • 著者名/発表者名
      大谷 卓・露木亜美・岩地大輝・染谷 聡・舘野航太郎・ 河合英敏 ・齊藤隆夫 ・カニヴァ ステイヴィン キャロ ・柴田高範
    • 学会等名
      第47回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Convenient Synthesis of Azahelicenes by Using Hypervalent Iodine Reagent and Evaluation of Their Physical Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Ami Tsuyuki, Takashi Otani, Taiki Iwachi, Satoshi Someya, Kotaro Tateno, HidetoShi Kawai, Takao Saito, Kyalo Stephen Kanyiva, Takanori Shibata
    • 学会等名
      15th Symposium on Chemical Approaches to Chirality
    • 発表場所
      東京理科大学 神楽坂キャンパス
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly Fluorescent Aza[7]helicenes: Facile Synthesis, Structures and Optical Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Otani
    • 学会等名
      International Symposium on Pure and Applied Chemistry (ISPAC 2016)
    • 発表場所
      Borneo Convention Centre Kuching
    • 年月日
      2016-08-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 高い発光性を示すヘリセンの迅速的合成

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2017/09/azahelicenes.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 本校教員らの研究成果がドイツ化学会誌に掲載

    • URL

      http://www.anan-nct.ac.jp/notifications/1990/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 市販品試薬からわずか2工程、らせん状低分子有機化合物の合成法を開発

    • URL

      https://www.waseda.jp/top/news/52473

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 本校教員らの研究成果がドイツ化学会誌に掲載

    • URL

      http://www01.anan-nct.ac.jp/archives/23137

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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