• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実施状況報告書

外部刺激応答性光学活性4級シランの開発:円偏光燐光特性の探究と薄膜材料への展開

研究課題

研究課題/領域番号 19K05627
研究機関東京大学

研究代表者

山野井 慶徳  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (20342636)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードCPL
研究実績の概要

円偏光発光(CPL)は、キラリティを持つ発色団による右円偏光と左円偏光のどちらかを多く含む発光を指し、3次元ディスプレイの発光素子への応用が期待されている。CPLを示す化合物には、これまでに光学活性ランタノイド錯体、面不斉や軸不斉を有する多環芳香族化合物などが知られている。これらは発光強度が弱いことや多工程合成プロセスになることなどが問題点として挙げられる。一方、元素不斉を持つ単純な有機化合物が効率的にCPLを示す例は報告されていない。また、CPLの多くは蛍光を利用するものであり、より強輝度な燐光を利用したCPLの例は数少ない。
本研究では、不斉ケイ素原子を有する光学活性芳香族3級シランを合成し、高い蛍光強度と良好なCPL特性を持つ分子について検討した。この研究を発展させ、燐光を発する官能基(具体的には白金錯体)を側鎖に導入した光学活性芳香族4級シランを合成すれば強輝度のCPL材料として利用した。
具体的にはキラルなホスフィン配位子で構造修飾したパラジウム触媒を用いて2級シランから2種類のヨウ化アリールを逐次的に反応させることにより光学活性4級シランを合成した。次に、置換基として燐光を発する白金錯体部位を不斉ケイ素原子上に導した。4級化反応により3級シランと比較して水素原子よりもはるかに立体的に大きい置換基を導入できるため、ケイ素原子周りのキラリティ性が向上する。本手法で合成した光学活性ケイ素化合物を再結晶にて光学的に純粋(>99%ee)にした後に吸収、燐光、CD、及びCPLスペクトル測定を行った。合成した分子単結晶X線構造解析により白金-白金間の分子間相互作用存在が確認され、この相互作用の有無により、CPLもわずかながら変化した。この現象を利用して、固体状態での温度、圧力、溶媒蒸気などの弱い外部刺激によるパッキング構造とCPL特性の連動変化について調査する予定である。

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

関連する研究論文を投稿しており、研究は順調に進展している。

今後の研究の推進方策

本研究の応用として、微弱な圧力変化、温度変化など外部刺激でCPL特性が変化する分子を開発し、内視鏡へ導入すれば3次元映像手術に展開できるので医療分野へも貢献できる。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍、ウクライナ情勢にて有機ケイ素原料の試薬や不活性ガス(ヘリウム、GC=MSのキャリアガス)の納入が著しく遅れたことにより、一部の実験を2022年度に繰り越して行う。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Luminescent behavior elucidation of a disilane-bridged DAD triad composed of phenothiazine and thienopyrazine2021

    • 著者名/発表者名
      Nakae, T.; Nishio, M.; Usuki, T.; Ikeya, M.; Nishimoto, C.; Ito, S.; Nishihara, H.; Hattori, M.; Hayashi, S.; Yamada, T.; Yamanoi, Y.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 60 ページ: 22871-22878

    • DOI

      10.1002/anie.202108089|

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, structure and photophysical properties of yellow-green and blue photoluminescent dinuclear and octanuclear copper(I) iodide complexes with a disilanylene-bridged bispyridine ligand2021

    • 著者名/発表者名
      Nakae, T.; Nishio, M.; Yamada, T.; Yamanoi, Y.*
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 26 ページ: 6852.

    • DOI

      10.3390/molecules26226852

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ジシラン架橋 ドナー(D)アクセプター(A)ドナー(D)分子のメカノクロミック発光に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      山野井 慶徳
    • 学会等名
      新学術領域研究「ソフトクリスタル」 第8回公開シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 外部刺激で光物性が変化する直鎖状芳香族ジシラン分子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      山野井 慶徳
    • 学会等名
      ケイ素化学協会 オンライン講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of Substituents on the Luminescence of disilane-linked donor/acceptor/donor triads2021

    • 著者名/発表者名
      Yamanoi, Y.
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Soft Crystals (the 3rd ISSC) joint with the 4th International Symposium on Photofunctional Chemistry of Complex Systems (ISPCCS 2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermosalience in macrocycle-based soft crystals via anisotropic deformation of disilanyl architecture2021

    • 著者名/発表者名
      Yamanoi, Y.
    • 学会等名
      The Electrochemical Society 235th ECS Meeting

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi