キラル第3次非線形光学素子化合物の合成と評価

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05554017
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 原田 宣之 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (30006324)
• 研究分担者: 渡辺 政隆 東北大学, 反応化学研究所, 助手 (10006330) ; 芦高 秀知 東北大学, 理化学研究所, 研究員
• キーワード: キラル化合物 / 第3次非線形 / 光学活性 / 光学分割 / 絶対構造 / キラル色素 / タ-ナフタレン

研究概要

キラル物質は左右の円偏光に対して異なる屈折率をもち、その差n_L-n_Rに比例した円偏光回転を示す。このキラル物質の円偏光依存性の第3次非線形を利用して、レーザー光励起により、プローブ光の偏光面を回転させることが可能となる。偏光面の回転が、励起光の強度に依存する材料が開発できれば、光電子材料として応用することができる。本研究では、このキラル非線形光学材料となりうる光学活性パイ電子系化合物の分子設計と合成を行っている。本年度は、キラル芳香族化合物およびキラル色素の設計と合成を次のように行った。
1.3個の発色団をもつ芳香族の合成と円二色性
強い旋光性あるいは円二色性を示す化合物としては励起子相互作用系が理想的である。励起子系ではその強度に加成性が成立すると言われている。我々は、3個の発色団をもつタ-ナフタレン系化合物を合成、光学分割し、そのCDより絶対配置を決定した。しかし、その強度については加成性は成り立っていないことを明らかにした。現在、その機構の解明を行っている。
2.キラルジアミンおよびアミノアルコール系に対する励起子発色団の開発
光学活性ジアミンおよびアミノアルコール系に対しては従来のパラ置換ベンズアミド発色団が励起子CD測定に用いられてきた。我々は、ナフタレン-2,3-ジカルボン酸無水物が、アミノ基に対する励起子発色団として理想的なことを見出し、応用を行った。現在、さらに長波長側にシフトさせること、強度を大きくすることを目的に、開発を行っている。これらの系の第3次非線形を現在、研究している。
3.キラル色素の設計と合成
我々は、キラル色素としてメチルレッドをキラルジアミン系に反応させて、キラル色素を合成した。現在、その第3次非線形性を研究している。しかし、そのCDは期待したほど強くはなかった。現在、その機構を解明して、より強い励起子系発色団を開発している。

研究成果

• [文献書誌] 原田宣之: "旋光性と絶対配置" 化学と教育. 42. 121-122 (1994)
• [文献書誌] N.Harada(T.Ohta): "Absolute Stereochemistry of Benzocycloheptenone Derivatives from Cnidoscolus phyllacanthus" Tetrahedron. 50. 5659-5668 (1994)
• [文献書誌] N.Harada: "Total Synthesis,Absolute Configuration,and Later Isolation of(-)-Prehalenaquinone,a Putative Biosynthetic Precursor to the Marine Natural……" Journal of Organic Chemistry. 59. 6606-6613 (1994)
• [文献書誌] 原田宣之: "旋光性と円二色性 有機分子の右と左" 数理科学. 379. 46-52 (1995)
• [文献書誌] N.Harada: "Circular Dichroism Power of Chiral Bridged Aromatic Compounds.7,8,15,16-Tetrahydro-7,15-methanocycloocta-[1,2-a:5,6-a']dinaphthalene……" Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. (印刷中). (1995)
• [文献書誌] N.Harada: "Synthesis and Absolute Stereochemistry of(+)-Adociaquinones A and B" Tetrahedron:Asymmetry. 6. 375-376 (1995)
• [文献書誌] N.Harada: "Chapter 12,Circular Dichroism of Twisted π-Electron Systems:Theoretical Determination of the Absolute Stereochemistry of ……" “Circular Dichroism Principles and Applications",K.Nakanishi,N.Berova,R.W.Woody Ed.,VCH Publishers,New York,USA, 335-360 (1994)
• [文献書誌] 原田宣之: "第2章5節、円二色性と旋光性" 「機器分析ガイドブック」日本分析化学会編、丸善(印刷中), (1995)