| 研究課題/領域番号 |
21K05022
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
高石 和人 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (70513430)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | ビナフチル / 軸性キラリティー / 円偏光発光性 / エキシマー |
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| 研究実績の概要 |
最小限の骨格で優れた円偏光発光性を発現する有機色素を開発することを目指した。これまでの研究により、キラルなピレンエキシマーが大きな異方性因子 (glum) を示す傾向を見出しており、この情報を基に分子を設計し合成した。それらのうち、ビナフチルとピレン 2 つずつを交互にエーテル結合によって連結した化合物が、分子内ピレンエキシマー (励起二量体) 発光を選択的に発現し、大きな glum 値 (0.053) を示した。この値は温度・溶媒の種類・濃度に依存せず、安定していた。機器分析と理論計算によってこの特性を発現する要因を追求した結果、2 つのピレン環が一方向にねじれた位置で固定されており、かつ D2 対称構造に起因して磁気および電気遷移双極子モーメントが平行になったことに起因することが明らかになった。(R)-ビナフチルを有する色素の場合は、2 つのピレン環が左回りにずれたエキシマーを形成し右円偏光発光を発する。
さらにいくつかの関連化合物を合成し特性を評価した。その結果、優れた円偏光発光性の発現には、連結位置やリンカーの種類が重要であることが明らかになった。例えば、ビナフチルとピレンをエステル結合で連結した化合物では、効率良くエキシマーを形成することが出来ず円偏光発光強度は小さかった。また対応する非環状化合物の円偏光発光性は環状化合物より劣っており、環状であることが重要であることが示された。
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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
現在までにいくつかの優れた円偏光発光有機色素および錯体色素を開発した。例えばビナフチルとピレンから成る環状化合物は高強度の円偏光発光性を示し、その強度は環境 (温度、溶媒の種類、濃度) に依らないことが明らかになった。錯体色素の研究では、珍しい赤色円偏光燐光を示すルテニウム錯体の開発に成功した。これら一連の研究により、立体構造と発現機構をいくらか明らかにでき、新しい分子設計指針を確立した。
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| 今後の研究の推進方策 |
既に特異な構造を有する軸性キラルな大環状化合物がいくつか合成できており、これらの立体構造とキロプティカル特性を調査する。優れた特性を有する色素については、効率的な合成法と光学分割法を追求する。また外部刺激によって円偏光発光性が大きくかつ可逆的に変化する環状化合物を見出しているため、機器分析や理論計算により、変化する要因を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
有機合成や機器分析が当初予定していたより順調に進み、消耗品費が想定よりかからなかった。また機器の破損や故障も想定より少なかった。次年度は研究をより効率良く進行させるため、有機合成に必要な器具類を購入する。さらに、より積極的に学会等に参加し、研究成果を発表・公開する。
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