(g値)*2を併せ持つ低分子有機化合物の合成法を開発しました。現在、キラルな光である円偏光(CPL)が、高輝度液晶ディスプレイの光源や新たな光情報通信の基盤技術として注目されており、円偏光発光材料*3としての低分子有機化合物の開発が強く求められています。中でも、ヘリセン*4と呼ばれるベンゼン環などの芳香環がらせん状に連結された化合物に関する研究が活発に行われています。これまでの七環式以上のヘリセンの合成法では、市販の試薬から多くの工程数が必要であるため、大量合成が困難でした。(g値)を示しますが、一般的に発光特性(蛍光量子収率)が低いことが、ヘリセンを光学材料として応用する上での大きな課題となっていました。両立し得る化合物であることを見いだしました。本合成手法は、さらに環数の多い高次のヘリセンや、環同士の連結形式の異なるヘリセンの合成にも適用が可能です。今後、種々の類似の化合物を合成することにより、さらに円偏光発光特性の優れた材料となるヘリセンを創製する予定です。将来的には、高輝度液晶ディスプレイ用の偏光光源、3次元ディスプレイ、セキュリティーペイントなどの高度な光情報処理技術を実現する機能性有機化合物の開発が大きく期待されます。Editionに2017年3月27日に掲載されました。month”に選出されました。ポイント市販の試薬から僅か2工程で光学材料への応用が期待される含窒素七環式ヘリセン化合物を合成。あり、新規な有機化合物の開発が産学を問わず進められています。場合、蒸着により薄膜化・積層化できるため容易にデバイス作成が可能ですが、化合物の合成法、安定性などの問題点がありました。最近、キラルな光である円偏光(CPL)が、高輝度液晶ディスプレイの光源や新たな光情報通信の基盤技術として注目される中で、円偏光発光材料としての低分子有機化合物の開発が強く求められており、中でもヘリセン類の有する円偏光発光特性に関する研究が活発に行われています。これまでの七環式以上のヘリセンの合成法では、市販の試薬から多くの工程数が必要であるため、大量合成が一般的に困難でした。(g値)を示しますが、一般的に発光特性(蛍光量子収率)が低いことが、ヘリセンを光学材料として応用する上での大きな課題でした。構成される”カルボヘリセン”が数多く報告されていました。我々の研究室では、炭素に代え、ケイ素原子を導入した”シラヘリセン”の不斉合成を達成しました。本研究では、窒素原子を導入した”アザヘリセン”に着目しました。窒素原子により、ヘリセンのらせん構造が変化するとともに、窒素原子の持つ非共有電子対による塩基性から、酸を添加した場合の物性の変化(酸応答性)を期待しました。本研究では、市販の試薬から、わずか2工程で窒素原子を4つ有する七環式アザヘリセンを合成できることを明らかにしました。本手法では、最初の反応に用いるアニリン誘導体を選ぶことにより、様々な含窒素ヘリセンの合成が可能であり、本研究では5種類のヘリセンの合成を達成しました。多工程を要していた従来法と比較し、遷移金属錯体を用いずにわずか2工程で七環式ヘリセンの合成を達成したことは特筆すべき点です。得られたヘリセンの固体構造をX線単結晶構造解析により決定し、ヘリセン骨格の中心部は大きくねじれ、両端はほぼ平面構造を有する特異な構造をとることを明らかにしました。示すことを明らかにしました。右巻きと左巻きのヘリセンは、加熱によって互いに変換する場合がありますが、今回合成したヘリセンはらせん構造が熱的に安定であることがわかりました。(g値)の両方の物性を併せ持ち、これまでに報告された七環式ヘリセンの中で”最も大きい蛍光量子収率と極めて大きいg値”を達成しました。本合成手法は、さらに環数の多い高次のヘリセンや、環同士の連結形式の異なるヘリセンの応用にも適用可能です。今後、種々の類縁体を合成することにより、さらに円偏光発光特性の優れた材料となるヘリセンを創製する予定です。現在、2工程いずれにおいても、過剰量の試薬を用いる必要があり、デバイス評価を指向した大量合成を考慮した場合、原子効率の低さ、精製操作の煩雑さの点で改善の余地があります。生成したラセミ体を光学活性カラムにより分割しておりますが、今後は触媒的不斉反応により、右巻き(P体)、あるいは左巻き(M体)を選択的に合成する手法の開発を目指します。高輝度液晶ディスプレイ用の偏光光源、3次元ディスプレイ、セキュリティーペイントなどの高度な光情報処理技術を実現する機能性有機化合物の創製を最終目標としています。早大の柴田高範教授の研究グループは、市販の試薬からわずか2工程により、らせん構造を有する含窒素七環式ヘリセンの合成に成功しました。4つの窒素原子を有する本化合物は、極めて高い蛍光発光特性と優れた円偏光発光特性の両立を達成しました。10.1002/anie.201700507<用語解説>*1)蛍光量子収率:吸収した励起光の光子数に対し、蛍光として放出された光子数の割合。この値が1.0に近い程、蛍光として発光される効率が良いことを示す。:円偏光発光の程度を表す値。この値が大きいほど、優れた円偏光発光材料であることを示す。円偏光発光材料:光の波の振動面がらせん状に回転しながら進む光である”円偏光”を発光する特性をもつ材料。ヘリセン:ベンゼン環などの芳香環がらせん状に連結された化合物。ベンゼン環は平面構造だが、多くのベンゼン環がつながると、その両端でベンゼン環同士が“ぶつかり”(立体障害)を避けるため、上下にずれて三次元のらせん構造をとる。その結果、右巻き(P体)と左巻き(M体)という鏡像関係にある化合物が生じる。University.早稲田大学オフィシャルサイト(https://www.waseda.jp/top/)は、以下のWebブラウザでご覧いただくことを推奨いたします。推奨環境以外でのご利用や、推奨環境であっても設定によっては、ご利用できない場合や正しく表示されない場合がございます。快適にご利用いただくため、お使いのブラウザを最新版に更新してご覧ください。このままご覧いただく方は、「このまま進む」ボタンをクリックし、次ページに進んでください。