Development of boron complexes exhibiting near-infrared solid-state fluorescence

• Project/Area Number: 23K04873
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35030:Organic functional materials-related
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 窪田 裕大 岐阜大学, 工学部, 助教 (50456539)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 色素 / ホウ素錯体 / 近赤外 / 蛍光 / 固体蛍光

Outline of Research at the Start

近赤外固体蛍光色素は，今後の有機オプトエレクトロニクスや医療の発展において極めて重要な材料である。しかしながら，柔軟なπ共役系と固体状態での色素間の重なりが消光を引き起こすため，近赤外固体蛍光色素の実現を困難にしている。
本課題は，近赤外吸収色素をホウ素錯体化し，ホウ素原子上に嵩高い置換基を導入することにより，近赤外領域に固体状態で，蛍光を示す新規な有機ホウ素色素の開発を行うものである。

Outline of Annual Research Achievements

近赤外領域に蛍光を示す色素は，分子イメージングや近赤外有機ELなど，医療や電化製品など幅広い分野での応用が可能であり，革新的材料である。色素が近赤外領域に発光を示すためにはπ共役系の伸張が必要である。しかしながらπ共役系の伸張による色素骨格の柔軟化
が，熱失活を促進させ，蛍光消光や分子の不安定化を引き起こし，近赤外蛍光色素の実現を困難にしている。この問題を解決する方法として，申請者らがこれまでに取り組んできた，色素分子をホウ素錯体化し，π共役系を剛直化するという分子設計が挙げられる。本研究では，申請者らがこれまでに取り組んできたホウ素錯体化を長いπ共役系を有する近赤外吸収色素に用いることで，近赤外蛍光色素の開発を目指す。
今年度は，新規な色素の合成を行った。新規色素は蛍光を示さなかった。新規色素についてホウ素錯体化を行った結果，蛍光を示すことがわかった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新規色素の合成に成功し，ホウ素錯体化により蛍光を発現することを明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

2023年度に合成した色素への置換基の導入および新規色素の合成を行う。

Research Products

• [Presentation] ビスピロールキノン色素の合成 (2023)
  • Author(s): 稲垣廉，犬塚俊康，船曳一正，窪田裕大
  • Organizer: 第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [Presentation] ピロロピロール型クロコニウム色素の合成 (2023)
  • Author(s): 森洋介，犬塚俊康，船曳一正，窪田裕大
  • Organizer: 第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [Presentation] ピロール型クロコニウム色素のホウ素錯体化 (2023)
  • Author(s): 犬伏龍之介，犬塚俊康，船曳一正，窪田裕大
  • Organizer: 第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [Presentation] ビスピロールクロコニウム色素のホウ素錯体化 (2023)
  • Author(s): 犬伏龍之介，犬塚俊康，船曳一正，窪田裕大
  • Organizer: 日本化学会第104 春季年会