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スポットライトリサーチ

イオン性置換基を有するホスホール化合物の発光特性

 

第17回目となるスポットライトリサーチは、新潟大学大学院自然科学研究科(俣野研究室) 修士課程2年・小柳誉也 さんにお願いしました。

小柳さんは修士学生ながら第42回有機典型元素化学討論会にて見事優秀講演賞を受賞されました。その成果は最近、学術論文として公開されてもいます。それを契機に今回の紹介に至りました。

“Effects of Boryl, Phosphino, and Phosphonio Substituents on Optical, Electrochemical, and Photophysical Properties of 2,5-Dithienylphospholes and 2-Phenyl-5-thienylphospholes”

Koyanagi, Y.; Kimura, Y.; Matano, Y. Dalton Trans. 2016, Advance Article. DOI: 10.1039/C5DT03362D

研究室を主宰する俣野善博 教授は小柳さんをこう評しておられます。

小柳君は、新潟大学で研究室を立ち上げた時に4年生として配属された一期生です。先輩がいない状況だったこともあり、研究を進める上で苦労したことも多かったと思いますが、修士課程の途中から取り組み始めた発光性ホスホールの研究では、蒔いた種からしっかりと若木を育て、有機リン化学の新しい局面を切り拓いてくれました。

新しい研究室での仕事は何かと苦労が多いのですが、見事にものにしたわけで大変素晴らしいと思います。それではいつもどおり、小柳さんにまつわるお話を聞いてみました。ご覧ください!

Q1. 今回の受賞対象となったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください

剛直な構造を持つホスホール(リンを含む複素五員環)には高い発光性を示すものが多いのですが、カチオン性ホスホール誘導体の発光特性に対して、対アニオンや溶媒が与える影響はこれまで詳しく調べられていませんでした。そこで、ホスホニオ基を有するπ共役ホスホールを合成し、その発光特性に対する対アニオン、溶媒、濃度、添加物の効果を系統的に調べました。その結果、ハロゲン化物イオンを対アニオンとした場合、発光強度がイオン対の解離平衡に強く依存することが明らかとなり、高い発光性を持つカチオン性色素の設計指針を手にすることができました。

 

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

反応前の基質はとても良く光っていたのに、リン上をヨードメタンでメチル化するとたちまち発光しなくなってしまい、「光らないと意味がないだろう」と残念に思いましたが、TLCをあげてみると、なぜかスポットが発光しており、何が起きているのか一瞬戸惑いました。ただ、他のテーマを行っていた時に勉強した重原子効果がすぐ頭に浮かび、自分自身で研究の方向性を定めることができました。(本当はサンプル数を増やすために行った実験だったりする...)

色や発光の変化を注意深く観察していたことや、他のテーマで関わった分野の勉強が活かされたと思います。

 

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

イオン対の解離平衡という結論に至るまでに苦労しました。対アニオンとしてヨウ化物イオンを持つ誘導体の蛍光寿命をCH2Cl2中で測った際、複数の発光成分が存在することがわかり、はじめはサンプルが劣化してしまったのかと思いました。しかし、各成分の比が濃度に依存することや、同じサンプルをMeOH中で測定すると濃度に関わらず単一成分で減少することなどがわかり、なんとか観察結果を解釈できました。特に光物性に関して共同研究者の木村佳文教授(同志社大理工)から貴重なご助言をいただいたおかげで、結論に辿り着くことができたと感じています。

 

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

今までは基礎研究を行うことが多かったですが、これからは応用研究についても行ってみたいと考えています。実際に自分が作った分子が世に出回り、社会に貢献できたという実感が得られたら幸せです。

個人的には、本研究の発表を行った有機典型元素化学討論会で特別講演をなされた浦野泰照教授(東大院薬・医)の蛍光プローブの研究に感銘を受けたので、そういった画期的な研究に携われたらと思います。

 

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

ポルフィリン、BODIPY、ホスホール(現在)。

これが、私が携わってきた研究テーマです。テーマによっては研究が思うように進まず、論文としてまとめられる結果を出すまでにずいぶん時間がかかりました。(私が初めて論文を投稿したのは博士前期2年になってからです。)「結果」がついてこないと精神的に辛くなってきますが、その辛い時期を乗り越えたからこそ「結果」が得られたのだと思います。「結果が出なくて辛い」ではなく、「苦労したからこそ結果が出る」と、時には考え方を変え、現状を打破して行きましょう。

 

関連リンク

 

研究者の略歴

sr_Y_Koyanagi_2小柳 誉也(こやなぎ よしなり)

所属:新潟大学大学院自然科学研究科・俣野研究室

研究テーマ: リンの特性を活かした新規発光性分子の開発

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博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。 関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。 素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

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