キラル第3次非線形光学素子化合物の合成と評価

1995 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 / X線結晶解析

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転回させることが可能となる。偏光面の転回が、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.キラル結晶場における不斉認識を利用した光学分割。
結晶形成時における不斉包接作用を利用して、モノテルペンケトン類が光学分割できることを初めて明かにし、X線結晶解析により、相互作用機構を明らかにした。
2.キラルオレフィンの合成と絶対立体化学。
分子不斉オレフィンである4,4′-biphenanthrylideneのキラル合成に成功し、X線結晶解析とCDスペクトル法と適用して絶対立体化学を明かにした。また、「偽トンネル効果」と思わせる現象を明らかにした。
3.ギラルジアミン類をもとにしたキラル色素の合成と円二色性。
ギラルジアミン類を不斉源として、メチルレッド、アントラセン-2,3-ジガルホン酸イミド、ジアリールアセチレンアミドなどの発色団を結合させて、種々のキラル色素を合成し、円二色性Cotton効果の波長、強度依存性を明かにした。
3個の発色団をもつタ-ナフタレン化合物の円二色性と絶対立体化学およびX線結晶解析。
3個のナフタレン発色団をもつタ-ナフタレン化合物の光学分割を行い、初めてX線結晶解析により絶対立体化学を明らかにできた。

研究成果

• [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 Derivatives." Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 114. 157-162 (1995)
• [文献書誌] N. Harada(H. Hagiwara): "Double Michael Reaction of Wieland-Miescher Ketone." Tetrahedron. 51. 9891-9898 (1995)
• [文献書誌] N. Harada(T. Hattori): "1, 12-Dioxa[12](1, 4)naphthalenophane-14-carboxylic Acid: Practical Synthesis, Resolution and Absolute Configuration of the Enantiomers." Tetrahedron:Asymmetry. 6. 1043-1046 (1995)
• [文献書誌] N. Harada(F. Toda): "Enantiomer Resolution by Crystallization with Chiral Hosts: Application to Monoterpenes, Verbenone and Apoverbenone." Tetrahedron: Asymmetry. 6. 1495-1498 (1995)
• [文献書誌] N. Harada: "Chiral Phthalic Acid Amide, a Chiral Auxiliary Useful for Enantiomer Resolution and X-Ray Crystallographic Determination of the Absolute Stereochemistry of Alcohols." Enantiomer. 1(in press). (1996)
• [文献書誌] N. Harada: "A CD Method for Determination of the Absolute Stereochemistry of Acyclic Glycols. 2. Application of the CD Exciton Chirality Method to Acyclic 1, 2-Dibenzoates Systems." Enantiomer. 1(in press). (1996)
• [文献書誌] N. Harada: "Studies in Natural Products Chemistry, Vol. 17" Elsevier Science Publishers, Amsterdam, 40 (1995)
• [文献書誌] 原田宣之: "機器分析のてびき(2)天然・生体有機化合物の分離分析法" 化学同人(印刷中), (1996)