| 研究課題/領域番号 |
19K05388
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| 研究機関 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
山田 泰教 佐賀大学, 理工学部, 教授 (20359946)
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| 研究分担者 |
鯉川 雅之 佐賀大学, 理工学部, 教授 (90221952)
米田 宏 佐賀大学, 理工学部, 助教 (50622239)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 擬似エナンチオマー / ホモキラル相互作用 / ヘテロキラル相互作用 / 立体特異的集積化 / 強発光性金属錯体 / 多環式芳香族化合物 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，１）異なる多環式芳香族化合物のヘテロキラル相互作用に基づく集積化，２） 強発光性金属錯体のヘテロキラル相互作用に基づく混晶化，３）金属酸化物ナノ粒子に担持した光学活性分子のヘテロキラル相互作用の応用，という三つの課題を設定し，擬似エナンチオマー間のヘテロ相互作用を利用した新奇キラル構造の構築と共に，特異な機能の解明と応用を目指している。前年度の成果を踏まえ，本年度は，１）の課題に関して，環状構造と共にホルミル基を有する有機化合物に対して，アミノ酸をはじめとするアミノ基を有する光学活性化合物を反応させることにより，新たに幾種かのキラルな多環式芳香族化合物を合成することに成功した。２）の課題に関しては，光学活性な2,2'-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1'-ビナフチルを配位したキラルな銅一価や銀一価錯体の系について，架橋ハロゲン化物イオンの異なる錯体を複数合成することができた。前年度と同様，１）の課題と２）の課題の両者に関して，エナンチオマー間，擬似エナンチオマー間でのヘテロキラル相互作用に基づく結晶化について検討した。得られた光学活性錯体，ラセミ結晶，擬似ラセミ結晶について，CDおよび発光スペクトル測定を中心とした実験手法により，各々の結晶の分光学的性質について比較した。光学活性錯体については，発光性励起状態に関する知見を得る目的で，TD-TDF計算により電子遷移の性格や電子構造を検討した。その結果，合成した複数の化合物について，キラルな結晶，ラセミ結晶，擬似ラセミ結晶のそれぞれにおいて，発光特性が著しく異なることを確認することに成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
上記１）の課題については，環状構造と共にホルミル基を有する有機化合物に対して，アミノ基を有する光学活性化合物を反応させることにより，複数のキラルな多環式芳香族化合物を合成することに成功しており，単結晶の育成条件も絞り込めつつあるが，今のところX線構造解析に適した各種単結晶を得るには至っていない。２）の課題についても，キラルな結晶，ラセミ結晶，擬似ラセミ結晶のそれぞれを得ることに成功しており，単結晶の育成条件も絞り込めつつあるが，ヘテロキラル相互作用の詳細を充分に把握できていない。一方で，当初対象としていなかった螺旋型錯体や希土類元素を含む異種多核錯体，分子内積層型複核錯体など，擬似エナンチオマー間のヘテロ相互作用を利用した新奇キラル構造の構築に適した新たな系の開拓に成功している。さらに，キラルな銅一価や銀一価錯体の系については，想定以上の成果を得ている。これらの事実を総合的に勘案し，本研究課題は概ね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2019年度および2020年度の成果を踏まえ，１）の課題に関しては，既に得られている化合物を用いて単結晶育成条件を確立する共に，新しいタイプの光学活性多環式芳香族化合物の合成やヘテロキラル相互作用に基づく積層化についても引き続き追究する。２）の課題では，単結晶X線構造解析に至っていない系の単結晶育成法を確立する。新たに得られた螺旋型錯体や希土類元素を含む異種多核錯体，分子内積層型複核錯体については，ヘテロキラル相互作用に基づく混晶化を目指す。また，キラルな銅一価や銀一価錯体の系については，単結晶Ｘ線構造解析，固体状態の円偏光スペクトル，発光量子収率や発光寿命，DFT計算等により，構造や物性の詳細を実験と理論の両面から明らかにする。３）の課題に関しては，金属酸化物ナノ粒子への担持に有効な光学活性分子を設計・合成し，少なくとも金属酸化物に対する吸着能の評価までは行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度も既に所有していた光学活性化合物や金属塩を中心に使用することで新たな多環式芳香族化合物や発光性金属錯体などを多数合成することに成功し，興味深い成果を得ることができたため，当初予定した高価な光学活性化合物や金属塩の購入に至らなかった。また，新型コロナウィルス感染症拡大により予定していた学会が，中止あるいはオンライン開催となったため，旅費の使用も発生しなかった。未使用分については，遂行上欠かせない光学活性化合物や金属塩等，試料のスクリーニングに必要な汎用機器等の購入に充て，研究計画をスムーズに進める予定である。
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