含窒素Ｌ字形多環芳香族化合物ジベンゾピロロナフチリジンを利用した機能性材料の開発

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ジベンゾピロロナフチリジンは、アルファベットの『Ｌ』字の形状を持つ含窒素多環芳香族性化合物であり、優れた蛍光特性を有し、また多様な構造修飾も可能であることから、様々な機能性材料への展開が期待できる。本研究では、(I)新奇Ｌ字形化合物の置換基導入とその蛍光特性および(II)二枚のＬ字骨格をπスペーサーで連結した二量体とした蛍光性螺旋状フォルダマーの開発を行った。(I)ジベンゾ[1,2-a][1,8]ピロロナフチリジンは、その形状の特異性から、この誘導体の物性研究はこれまでにない機能性化合物の創出に繋がると期待される。本研究では、この五環系Ｌ字形化合物に対する構造修飾の検討から、様々な位置への置換基導入が可能であり、さらに青色から橙色までのバラエティに富んだ蛍光色調を発光させることに成功し、その原因を計算化学的手法によって明らかにした。(II)人工合成した蛍光性螺旋構造体は、円偏光発光などの高い応用性を実現できると期待されている。そこで上記の優れた構造修飾能、特異な形状、および優れた蛍光特性を有するジベンゾピロロナフチリジンを用いて螺旋構造形成を目指した。本研究では、3,3'-ビフェニル型のπスペーサーを介したＬ字二量体が溶液中および結晶状態で螺旋構造に大きく偏っていることを明らかとし、さらに光学特性を調査したところ、螺旋配座においても高い蛍光量子収率を有することが明らかとなった。さらなる検討のため、螺旋先端をオレフィンで架橋した固定型螺旋二量体を合成し、その光学特性を調査したところ、このものも高蛍光性を保っていることが明らかとなった。また、光学分割により右巻きおよび左巻き螺旋体を単離することに成功した。