刺激応答性電子ドナー基を利用した革新的有機蛍光材料の創製

Research Project

Project/Area Number	20K15243
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
Research Institution	University of Yamanashi
Principal Investigator	高橋正樹山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (60754330)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	蛍光 / 円偏光 / 凝集誘起発光 / 固体発光 / 超分子化学 / 蛍光材料 / 有機蛍光分子 / 超分子 / 白色発光 / 円偏光蛍光 / 刺激応答性
Outline of Research at the Start	本研究では、従来分子骨格を変換することで行なっていた分子の電子状態の制御を非共有結合を利用し実現する。この研究が実現されれば、有機合成を用いた官能基の変換を経ずに様々な性質を持つ有機分子を作ることが可能になる。まず、アニオン分子と水素結合性ドナー基との水素結合を利用した凝集誘起発光やキラリティーのあるアニオン分子、カウンターカチオン分子との相互作用による円偏光蛍光性の超分子蛍光材料の創製を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題では、アニオン分子とウレア基が水素結合を形成することでウレア基の窒素原子の電子状態が変化することに着目し、この現象を利用することで分子の発光特性を制御するという考えに基づき研究を進めている。蛍光性ウレア化合物とアセテート分子との水素結合錯体が凝集誘起発光を示すことは研究準備段階で突き止めていた。今回は、そのメカニズムを解明するため、実験と計算科学の両面から検討を行い、その結果をまとめ論文発表した。続いて、本手法で用いるアニオン分子にキラリティーを持つアニオンを用いることで、円偏光発光を示す分子を開発できるのではと考え、更なる検討を行った。まず、キラルなカルボン酸塩の合成を試みた。テトラブチルアンモニウムを対カチオンとするキラルなカルボン酸塩については1H NMRにより生成を確認した。また、蛍光性を示す分子骨格として、[6]ヘリセンの部分構造である1,8-ジフェニルナフタレン構造を用いている。この分子におけるらせん反転に必要なエネルギーを調整するため、ナフタレンの1位と8位のフェニル基に置換基の導入を試みた。まず、比較的立体障害の少ないメチル基を有する化合物の合成を検討した。しかし、通常の合成条件では目的の化合物の生成は確認できなかった。今後、傘高い置換基が導入可能な反応条件を検討する予定である。