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2016 年度 実施状況報告書

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, 講師 (70339109)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードヘリセン / 円偏光発光 / 光学活性 / 分子内カップリング / 含窒素複素環
研究実績の概要

筆者らは,以前に超原子価ヨウ素試薬による酸化的N-H/C-H カップリング反応による縮環型化合物の合成に成功している(Synthesis 2011, 3235).これをダブル環化反応に展開することにより,6-5-6-6-6-5-6 型縮環を持つ7環式アザヘリセンを市販品からわずか2工程で合成する方法を見出した.即ち,市販品である2,9-ジクロロ-1,10-フェナントロリンにアニリンを反応させ2,9-ビス(フェニルアミノ)-1,10-フェナントロリンとした後、mCPBA と4-メトキシヨードベンゼンから系中で発生させた超原子価ヨウ素試薬を作用することにより,脱水素型のN-H/C-Hカップリング反応が進行し,ほぼ定量的にテトラアザヘリセンを合成することに成功した.本合成法は類縁体合成にも応用可能であり,アニリンをp-トルイジン,p-アニシジン,2-ピリジルアミン,あるいは1-ナフチルアミンに換えて同様の合成を行い,メチル基はメトキシ基が導入されたヘリセンや,骨格を構成する環が異なるヘリセンの合成にも成功した.
ヘリセンは一般的に発光特性が低いが,本ヘリセンはジクロロメタン溶液中、ヘリセン類としては最高水準の蛍光量子収率38%で発光する.さらに興味深いことにトリフルオロ酢酸を添加すると量子収率が80%にまで向上することも見出した.
光学分割より両エナンチオマーを単離することができ,それらが優れた円偏光発光特性を示すことも明らかにした.
これらの研究成果は,誌上に発表した(Angewandte Chemie International Edition, 2017, 56, 3906ー3910).

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

目標としたヘリセンの簡便合成法を開発し,その基礎物性の評価にも成功した.また,本ヘリセンが非常に高い量子収率で発光し,優れた円偏光発光特性を示すことを明らかにできた.それらの成果をドイツ化学会誌であるAngewandte Chemie に掲載できた.

今後の研究の推進方策

さらなる合成法の改良を目指す.より多くの類縁体を合成し,光物性を評価し,優れた円偏光発光材料を開発する.固体で円偏光発光するヘリセンの合成を目指す.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [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

      Angewandte Chemie, International Edition

      巻: 56 ページ: 3906-3910

    • DOI

      10.1002/anie.201700507

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [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 – 2017-03-19
  • [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
    • 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 – 2016-08-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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