Synthesis and properties of chiral topological molecules with remarkable circular polarlized luminescence

具有显着圆偏振发光的手性拓扑分子的合成及性质

基本信息

批准号：
21K05043
负责人：
長谷川真士
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kitasato University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

軸不斉ユニットを持つπ共役系化合物は共役系の特徴に応じたキラル光学特性を示す。本研究では軸不斉によって分子内にねじれを誘起した環状π共役系キラル分子を新たに合成し、その構造とキラル光学特性（特に円偏光発光(CPL)特性）の相関について調査することを目的としている。CPLは発光に際し、左右円偏光の強度に差が出る現象で、偏光やスピンが関与する光学材料につながるが、その詳細については未解明なままである。本年度は、軸不斉である架橋型1,1'-ビナフチルによって拡張された環状オリゴフェニレン分子について合成し調査を行った。前年度までの研究からビナフチルを架橋することで、環状化合物の剛直性が増す。架橋型1,1'-ビナフチルおよびビフェニルから構成されるユニットで作る環状二量体、環状三量体および環状四量体を合成した。これらの環状化合物は単結晶X線結晶構造解析や分子軌道計算によりその構造を明らかにした。いずれもフェニレン部分が大きくねじれていた。合成した化合物はオリゴフェニレンユニットが剛直な架橋型1,1'-ビナフチル構造に組み込まれており、いずれも高い量子収率(0.60-0.79)を示した。また、円二色性スペクトルでは強いコットン効果が観測された。CPLスペクトルを測定すると、蛍光スペクトルに一致した波長領域でコットン効果が観測され、比較的高いg値(どちらも0.0039-0.0052)（g値:円偏光発光における非対称性因子）を示した。それぞれを掛け合わせたCPL輝度、Bcpl は二量体で131、三量体で107、四量体で161と高い値を達成した。

具有轴向手性单元的π-共轭化合物表现出手性光学性质，具体取决于共轭体系的特征。本研究的目的是合成一种新型环状π共轭手性分子，该分子由于轴不对称而在分子中产生扭曲，并研究其结构与手性光学性质（特别是圆偏振光发射（CPL）性质）之间的相关性据说。 CPL是一种光发射时左右圆偏振光的强度存在差异，导致涉及偏振和自旋的光学材料的现象，但细节尚不清楚。今年，我们合成并研究了由轴向手性桥接的 1,1'-联萘基延伸的环状低聚亚苯基分子。根据去年进行的研究，联萘的交联增加了环状化合物的刚性。我们合成了由桥联1,1'-联萘和联苯组成的单元组成的环状二聚体、环状三聚体和环状四聚体。通过单晶X射线晶体结构分析和分子轨道计算阐明了这些环状化合物的结构。在这两种情况下，亚苯基部分都显着扭曲。合成的化合物将低聚亚苯基单元纳入刚性交联的 1,1'-联萘结构中，并且均表现出高量子产率 (0.60-0.79)。此外，在圆二色光谱中观察到强烈的棉花效应。测量CPL光谱时，在与荧光光谱匹配的波长区域观察到Cotton效应，并且均表现出相对较高的g值（0.0039-0.0052）（g值：圆偏振光发射中的不对称因子）。将这些值相乘得到的CPL亮度(Bcpl)，二聚体达到了131的高值，三聚体达到了107，四聚体达到了161。

项目成果

期刊论文数量（41）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Helical Oligophenylene Linked with [2.2]Paracyclophane: Stereogenic π‐Conjugated Dye for Highly Emissive Chiroptical Properties

与[2.2]对环芳烷连接的螺旋低聚亚苯基：具有高发射手性光学性质的立体π共轭染料

DOI：
10.1002/chem.202103158
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hasegawa Masashi;Ishida Yuki;Sasaki Hiroaki;Ishioka Sumire;Usui Kazuteru;Hara Nobuyuki;Kitahara Maho;Imai Yoshitane;Mazaki Yasuhiro
通讯作者：
Mazaki Yasuhiro

Synthesis and chiroptical properties of strained paraphenylene anchoring by chiral binaphthyl

手性联萘锚定的应变对苯撑的合成及手性光学性质