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2012 年度 実施状況報告書

ヘリセンのフュージョンとそのキロプティカル特性

研究課題

研究課題/領域番号 24655029
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関大阪大学

研究代表者

森 直  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70311769)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード円二色性 / ヘリセン / 旋光度 / らせん / 理論計算 / 電子遷移モーメント / 磁気遷移モーメント / ダブルヘリセン
研究概要

ヘリセンはらせんを有する興味深いキラル化合物である。その比旋光度や円二色性は特異的に強い値を示すことから、とくにキロプティカル特性に興味が持たれる。これまでに多数のヘリセン分子が合成、報告されているが、置換基導入などによって構造上のひずみや電子的効果を加えても、得られる円二色(CD)スペクトルはほとんど変化しないことが明らかとなっている。すなわち、ヘリセン構造に基づくマテリアルの創生戦略においては単純なヘリセンの誘導体化以外の何らかのストラテジーが必要である。より具体的には、電子遷移モーメントと磁気遷移モーメントの強度や方向を制御することが必要である。本年度は、まず、これらのCDの支配因子に関する基礎的な知見を得るため、置換基効果を体系的に検討し、その電子的効果、立体効果のそれぞれの寄与を明らかとし、また、ヘリセンの環の数の効果も、理論計算と実験の両面からの検討で明らかとした。これらの成果はJ. Am. Chem. Soc.誌などのアメリカ化学会誌へ報告した。さらに、実際にこれらの知見をマテリアル創生に応用するため、具体的な研究ターゲットとして強力なCDを示すヘリセン様有機材料を設計・合成することを目的としてフュージョンしたヘリセン(ダブルヘリセンなど)設計し、実際に合成にも着手した。これまでの成果は、基礎有機化学討論会、モレキュラーキラリティーなどの学会発表、ドイツで開催されたSymposium on Chiralityでの招待講演などで発表したほか、リストに示すような国際誌に報告した。また、一般向けへの広報活動の一環として、化学誌への記事を寄稿した。

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

研究の本年度の当初計画、およびその規模が妥当であり、また、初年度としては特段の問題もなく順調に進んでいる。また、すでに着実に成果を上げつつある。
(1)主にヘリセン類のキロプティカル特性に関する基礎的研究が十分達成され、J. Am. Chem. Soc.誌へ2報の報告をはじめ、成果報告がリストのとおり際立っている。
(2)国際会議での招待講演で研究が認められた。
(3)一般雑誌化学への読み物の執筆。
(4)初期的検討において、一種類のヒューズしたヘリセン(ダブルヘリセン)を合成しそのCDスペクトルを測定したところ、提案どおり、3倍を越える強度のコットン効果を示した。提案の予測内の結果ではあるが、実証されたことで、その起源等を真に迫る必要があると考えており、今後展開する。
これらの結果は、当初計画を質、量ともに凌駕するものであるため、(1)の判定であると判断した。

今後の研究の推進方策

研究はおおむね順調に進展しているため、来年度も当初研究計画通り研究を進める。現時点ではプロジェクト全体の変更点や問題点は特に見当たらない。
今年度担当の4年生が就職のためプロジェクトから離脱したものの新しく修士の学生を加え検討を進める予定である。学生にとっては新しいテーマとなるため少し手惑う部分もあるとは考えられるが今後もこのペースで予定通り検討を進める。今年度は特に、いくつかのヒューズドヘリセン(ダブルヘリセン)の設計、合成にあてる。

次年度の研究費の使用計画

本年度の主たる目的はダブルヘリセンの合成であり、したがって、本年度の経費は主に合成に必要な試薬などの消耗品、成果発表にかかる旅費等にあてる。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Theoretical and Experimental Investigations of Circular Dichroism and Absolute Configuration Determination of Chiral Anthracene Photodimers2012

    • 著者名/発表者名
      A. Wakai, H. Fukasawa, C. Yang, T. Mori, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 134 ページ: 4990-4997

    • DOI

      10.1021/ja300522y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Conformer Population and Product- and Stereoselectivity in Competitive Photocyclization/Rearrangement of Chiral Donor-Acceptor Dyad2012

    • 著者名/発表者名
      E. Nishiuchi, T. Mori, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 134 ページ: 8082-8085

    • DOI

      10.1021/ja302768w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cyclodextrin Nanosponge-sensitized Enantiodifferentiating Photoisomerization of Cyclooctene and 1,3-Cyclooctadiene2012

    • 著者名/発表者名
      W. Liang, C. Yang, M. Nishijima, G. Fukuhara, T. Mori, A. Mele, F. Castiglione, F. Caldera, F. Trotta, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      巻: 8 ページ: 1305-131

    • DOI

      10.3762/bjoc.8.149

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular Photochirogenesis with Novel Cyclic Tetrasaccharide: Enantiodifferentiating Photoisomerization of (Z)-Cyclooctene with Cyclic Nigerosylnigerose-Based Sensitizers2012

    • 著者名/発表者名
      C. Yang, W. Liang, M. Nishijima, G. Fukuhara, T. Mori, H. Hiramatsu, Y. Dan-oh, K. Tsujimoto, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 24 ページ: 921-927

    • DOI

      10.1002/chir.22014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Absolute Configuration of Atropisomeric Polychlorinated Biphenyl 183 Enantiomerically Enriched in Human Samples2012

    • 著者名/発表者名
      M. Toda , C. Matsumura , M. Tsurukawa , T. Okuno , T. Nakano , Y. Inoue, T. Mori
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A

      巻: 116 ページ: 9340-9346

    • DOI

      10.1021/jp306363n

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical and Experimental Studies on Circular Dichroism of Carbo[n]helicenes2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai, T. Mori, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A

      巻: 116 ページ: 7372-7385

    • DOI

      10.1021/jp304576g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enantiodifferentiating Photocyclodimerization of 2-Anthracenecarboxylic Acid via Competitive Binary/Ternary Hydrogen-Bonded Complexes with 4-Benzamidoprolinol2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawanami, S. Katsumata, J. Mizoguchi, M. Nishijima, G. Fukuhara, C. Yang, T. Mori, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 17 ページ: 4962-4965

    • DOI

      10.1021/ol3023402

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strictly Diastereocontrolled Photocyclodimerization of 2-Anthracenecarboxylates Tethered to Cyclic Tetrasaccharide2012

    • 著者名/発表者名
      G. Fukuhara, T. Nakamura, Y. Kawanami, C. Yang, T. Mori, H. Hiramatsu, Y. Dan-oh, K. Tsujimoto, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 48 ページ: 9156-9158

    • DOI

      10.1039/C2CC34880B

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accomplishment of determining method for absolute configuration: reproduction of CD spectra by theoretical calculations2012

    • 著者名/発表者名
      T. Mori, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Kagaku (Kyoto, Jpn.)

      巻: 67 ページ: 72-73

    • 査読あり
  • [学会発表] Enantiodifferentiating Photoisomerization of Cyclooctane and 1,3-Cyclooctadiene Sensitized by Cyclodextrin Nanosponges2012

    • 著者名/発表者名
      Wenting Liang・Cheng Yang・Masaki Nishijima・ Gaku Fukuhara・Tadashi Mori・Andrea Mele・ Franca Castiglione・Francesco Trotta・Yoshihisa Inoue
    • 学会等名
      24th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 発表場所
      Coimbra(Portugal)
    • 年月日
      20120715-20120720
    • 招待講演
  • [学会発表] Circular Dichroisms of Helicenes. A Combined Theoretical and Experimental Study2012

    • 著者名/発表者名
      T. Mori
    • 学会等名
      Chiral Synthetic Chemistry
    • 発表場所
      Bielefeld(Germany)
    • 年月日
      20120710-20120712
    • 招待講演
  • [学会発表] 鎖状多糖類及び環状四糖をキラル足場とする2-アントラセンカルボン酸のジアステレオ区別光環化二 量化反応

    • 著者名/発表者名
      福原 学・中村 知宏・楊 成・森 直・平松 弘幸・ 段王 保文・辻本 和雄・井上 佳久
    • 学会等名
      Symposium Molecular Chirality Asia 2012
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
    • 招待講演
  • [学会発表] Competitive Photocyclization and Photorearrangement of Donor-acceptor 4-Naphthyl-1,1- dicyanobutenes

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Aoki・Tadashi Mori・Cheng Yang・Gaku Fukuhara・Yoshihisa Inoue
    • 学会等名
      7th Asian Photochemistry Conference 2012
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 招待講演
  • [図書] CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology, 3rd ed2012

    • 著者名/発表者名
      T. Mori, Y. Inoue
    • 総ページ数
      1694
    • 出版者
      CRC Press
  • [備考] 分子相関化学領域井上研究室

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/̃inoken/

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公開日: 2014-07-24  

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