イミダゾリウム基を含むフォトクロミック分子材料の開発

Research Project

Project/Area Number	20044019
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Nara Institute of Science and Technology
Principal Investigator	中嶋琢也 Nara Institute of Science and Technology, 物質創成科学研究科, 助教 (70379543)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	長谷川靖哉奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (80324797) 湯浅順平奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (00508054) 河合壯奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (40221197)
Project Period (FY)	2008
Project Status	Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help	¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000) Fiscal Year 2008: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywords	光化学 / 有機工業化学 / 光物性 / イオン / 有機合成化学 / フォトクロミズム / イミダゾリウム / 静電相互作用
Research Abstract	電荷の局在状態の光制御を実現するシステムを目指し、ジアリールエテン、ターアリーレン(ジアリールアリーレン)へのイミダゾリウム環の導入を行った。光化学反応に伴い、導入されたイミダゾリウム環は正電荷が非局在化したイミダゾリウム型と局在化したイミダゾリニウム型に相互変換する。本年度は、この正電荷の局在構造変化によるソルバト、イオノクロミズムや反応性の発現など興味深い特徴を見出した。(1)イミダゾリウム置換ジアリールエテンはトルエンからピリジンまで幅広い極性の溶媒中においてフォトクロミック反応を示すことを見出した。閉環体における局在正電荷はルイス塩基結合サイトとして働き、高ドナー数を有する分子やアニオンと特異的に相互作用する。その結果、π共役構造を変化させ、マルチクロミック特性(光、溶媒、イオン応答)を示すことを見出した。(2)ジチアゾリルイミダゾリウムは種々の溶媒中で可逆的にフォトクロミック反応を示し、(1)と同様に、ソルバトクロミズムを示した。この場合、溶媒のドナー数ではなく誘電率に応答した吸収ピークシフトを示した。低極性溶媒中において局在カチオンはヨードアニオンと強く相互作用し、イミダゾリニウムのN(1)-C(2)-N(3)の二重結合性を低下させ、π共役系の縮小により低波長シフトを与えた。さらに、局在カチオンの高い反応性は、強い求核剤であるメトキシドとの求核付加反応によりphoto-gated reactivityとして実証された。