低バンドギャップをもつ螺旋分子の創成および機能創出

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本研究では、近赤外領域で優れた発光を示すヘテロヘリセンやaza[5]heliceneをベースとした新しいヘリセン色素の合成を目的としています。今年度はaza[5]heliceneを用いた共役の拡張を試み、その多量化による影響を検証しました。我々は、すでに報告しているaza[5]heliceneの位置選択的脱シリル化反応を行うことで、外側のシリル基をHで置換した生成物を得ることができました。さらに、酸化的ホモカップリング反応を行うことで、二量体を良好な収率で得ることができました。この結果を踏まえて、位置選択的脱シリル化反応を行い、最も外側のシリル基をHで置換した生成物を良好な収率で得ることに成功しました。これを利用して、四量体の合成にも成功しました。さらに、UV吸収スペクトル測定を行った結果、多量化により吸収スペクトル末端の長波長シフトが観測されました。また、発光スペクトルも同様の傾向が見られ、共役の拡張が示唆されました。さらに、多量化に伴い発光量子収率の増大も観測されました。この現象の原因について、蛍光寿命測定や理論計算を行い解明しました。多量化により発光の増大したヘリセンは、報告がなく、新たな近赤外発光ヘリセンの設計指針の確立につながる重要な成果です。さらに、キラル発光特性についても評価を行い、多量体においても良好なキラル発光特性を示すことが明らかになりました。これは、医療用途などにおいて有用な性質であり、今後の応用展開に期待が寄せられます。以上の成果から、本研究で開発した近赤外発光ヘリセンは、高い発光量子収率を有し、新たな発光材料として大きな可能性を秘めていることが示唆されました。今後の応用展開に期待が寄せられます。