Development of novel dyes with strong solid-state fluorescence and a large Stokes shift

• Project/Area Number: 25870293
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Organic and hybrid materials; Organic chemistry
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: Kubota Yasuhiro 岐阜大学, 工学部, 助教 (50456539)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2013: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 機能性色素 / 蛍光 / 近赤外 / 固体蛍光 / ストークスシフト / ソルバトクロミズム / 包接 / AIEE / 近赤外蛍光 / ホウ素 / エレクトロクロミズム / 近赤外蛍光色素 / ホウ素錯体

Outline of Final Research Achievements

Novel fluorescent dyes such as pyrimidine mono- and bisboron complexes, pyrazine monoboron complexes and quinoid-type bisboron complexes have been synthesized and their fluorescence properties were investigated. Cyano-substituted pyrimidine bisboron complex showed near infrared fluorescence (Fmax: 710 nm) with a large Stokes shift (174 nm) in acetonitrile. Furthermore, trifluoromethyl-substituted pyrimidine bisboron complex showed near infrared fluorescence (Fmax: 709 nm) in the solid state.

Research Products

• [Journal Article] Synthesis and Fluorescence Properties of Pyrimidine-Based Diboron Complexes with Donor-π-Acceptor Structure (2016)
  • Author(s): Y. Kubota, K. Kasatani, T. Niwa, H. Sato, K. Funabiki, M. Matsui
  • Journal Title: Chem. Eur. J. Volume: 22 Issue: 5 Pages: 1816-1824
  • DOI: 10.1002/chem.201503625
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis, Absorption, and Electrochemical Properties of Quinoid-Type Bisboron Complexes with Highly Symmetrical Structures (2015)
  • Author(s): Y. Kubota, T. Niwa, J. Jin, K. Funabiki, M. Matsui
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 17 Issue: 12 Pages: 3174-3177
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.5b01547
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Strategy to enhance solid-state fluorescence and aggregation-induced emission enhancement effect in pyrimidine boron complexes (2015)
  • Author(s): Y. Kubota, K. Kasatani, H. Takai, K. Funabiki, M. Matsui
  • Journal Title: Dalton Trans. Volume: 44 Issue: 7 Pages: 3326-3341
  • DOI: 10.1039/c4dt03318c
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Solvatochromic Fluorescence Properties of Pyrazine-Boron Complex Bearing a β-Iminoenolate Ligand (2014)
  • Author(s): Yasuhiro Kubota, Yusuke Sakuma, Kazumasa Funabiki, Masaki Matsui
  • Journal Title: J. Phys. Chem. A Volume: 118 Issue: 38 Pages: 8717-8729
  • DOI: 10.1021/jp506680g
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis and Fluorescence Properties of Pyrimidine Mono- and Bisboron Complexes (2013)
  • Author(s): Kubota, Y.; Ozaki, Y.; Funabiki, K.; Matsui, M.
  • Journal Title: J. Org. Chem. Volume: 78 Issue: 14 Pages: 7058-7067
  • DOI: 10.1021/jo400879g
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ナフチリジンを母体とした二核ホウ素錯体の合成と光学特性 (2016)
  • Author(s): 窪田裕大・牧野俊樹・船曳一正・松居正樹
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] 近赤外領域に吸収・蛍光を示すチエノピロールを母体としたスクアリリウム色素の開発 (2016)
  • Author(s): 窪田裕大・立川元貴・船曳一正・松居正樹
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] 近赤外領域に吸収・蛍光を示すジアルキルアミノフェニル基を有するビスピロールスクアリリウム色素の合成 (2015)
  • Author(s): 窪田裕大・立川元貴・船曳一正・松居正樹
  • Organizer: 第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 三重大学
  • Year and Date: 2015-11-07
• [Presentation] 新規な色素骨格を有する有機蛍光ホウ素錯体 (2015)
  • Author(s): 窪田裕大
  • Organizer: 第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 三重大学
  • Year and Date: 2015-11-07
  • Invited
• [Presentation] ピリミジン-ホウ素錯体の合成と蛍光特性 (2015)
  • Author(s): 窪田裕大，笠谷幸平，船曳一正，松居正樹
  • Organizer: 2015年度色材研究発表会
  • Place of Presentation: 千葉工業大学
  • Year and Date: 2015-10-20
• [Presentation] Synthesis and Fluorescence Properties of Pyrimidine Mono- and Bisboron Complexes (2015)
  • Author(s): Yasuhiro Kubota, Kazumasa Funabiki, Masaki Matsui
  • Organizer: The Seventh East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials
  • Place of Presentation: Osaka Prefecture University, Japan
  • Year and Date: 2015-09-02
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Synthesis and Fluorescence Properties of Pyrimidine Based Bisboron Complexes Having D-π-A Structure (2015)
  • Author(s): Yasuhiro Kubota, Kazumasa Funabiki, Masaki Matsui
  • Organizer: 12th International Symposium on Functional π-Electron Systems
  • Place of Presentation: University of Washington, USA
  • Year and Date: 2015-07-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] スクアリリウム-ホウ素錯体の合成と吸収・蛍光特性 (2015)
  • Author(s): 窪田裕大，立川元貴，塚本将弘，大西克洋，船曳一正，松居正樹
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学 理工学部船橋キャンパス／薬学部
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] 近赤外固体蛍光材料を指向した二核ホウ素錯体の開発 (2015)
  • Author(s): 窪田裕大，笠谷幸平，船曳一正，松居正樹
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学 理工学部船橋キャンパス／薬学部
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] キノンホウ素錯体のエレクトロクロミズム特性 (2014)
  • Author(s): 窪田裕大，丹羽貴広，船曳一正，松居正樹
  • Organizer: 第45回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 中部大学春日井キャンパス
  • Year and Date: 2014-11-29 – 2014-11-30
• [Presentation] ビスピロールスクアリリウム色素およびそのホウ素錯体の蛍光特性 (2014)
  • Author(s): 窪田裕大，塚本将弘，船曳一正，松居正樹
  • Organizer: 第45回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 中部大学春日井キャンパス
  • Year and Date: 2014-11-29 – 2014-11-30
• [Presentation] 高い対称性を有するキノン二核ホウ素錯体の合成と吸収およびエレクトロクロミズム特性 (2014)
  • Author(s): 窪田裕大，丹羽貴広，金継業，船曳一正，松居正樹
  • Organizer: 2014 年度色材研究発表会
  • Place of Presentation: 名古屋市工業研究所
  • Year and Date: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [Presentation] ピラジン二核ホウ素錯体の合成と蛍光特性 (2014)
  • Author(s): 窪田裕大，丹羽貴広，佐久間雄介，船曳一正，松居正樹
  • Organizer: 2014 年度色材研究発表会
  • Place of Presentation: 名古屋市工業研究所
  • Year and Date: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [Presentation] スクアリリウム色素を配位子としたホウ素錯体の合成とその蛍光特性 (2014)
  • Author(s): 窪田裕大，塚本将弘，船曳一正，松居正樹
  • Organizer: 2014 年度色材研究発表会
  • Place of Presentation: 名古屋市工業研究所
  • Year and Date: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [Presentation] 高い対称性を有するキノンを母体骨格とした二核ホウ素錯体の合成とその光学特性 (2014)
  • Author(s): 窪田裕大・丹羽貴広・船曳一正・松居正樹
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] 近赤外領域に蛍光を示すスクアリリウム色素の合成 (2014)
  • Author(s): 窪田裕大・塚本将弘・船曳一正・松居正樹
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] ホウ素原子上に嵩高い置換基を有するピリミジン単核ホウ素錯体の合成と光学特性 (2014)
  • Author(s): 窪田裕大・高井裕貴・船曳一正・松居正樹
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] Synthesis of fluorescent boron complexes based on pyrimidine ring (2013)
  • Author(s): Yasuhiro Kubota, Kazumasa Funabiki Masaki Matsui
  • Organizer: The Sixth East Asia Symposium on Functional Dyes & Advanced Materials
  • Place of Presentation: Hsinchu, Taiwan
• [Presentation] ピリミジンホウ素錯体の合成と吸収蛍光特性 (2013)
  • Author(s): 窪田裕大・尾崎洋佑・船曳一正・松居正樹
  • Organizer: 2013年光化学討論会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
• [Presentation] Synthesis and fluorescence properties of pyrimidine-BF2 complexes (2013)
  • Author(s): Yasuhiro Kubota, Yousuke Ozaki, Kazumasa Funabiki Masaki Matsui
  • Organizer: 85th JSCM Anniversary Conference
  • Place of Presentation: タワーホール船堀，東京
• [Presentation] 種々の置換基を有するピリミジンホウ素錯体の合成と固体蛍光特性 (2013)
  • Author(s): 窪田裕大・笠谷幸平・船曳一正・松居正樹
  • Organizer: 第44回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 静岡大学
• [Presentation] スクアリン酸およびピロールから成る化合物を配位子としたBF2錯体の合成と吸収・蛍光特性 (2013)
  • Author(s): 窪田裕大・塚本将弘・船曳一正・松居正樹
  • Organizer: 第44回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 静岡大学
• [Presentation] ピラジン単核BF2およびBPh2錯体の合成と蛍光ソルバトクロミズム特性 (2013)
  • Author(s): 窪田裕大・佐久間雄介・船曳一正・松居正樹
  • Organizer: 第44回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 静岡大学
• [Presentation] キノンおよびピロールから成る化合物を配位子としたBPh2錯体の合成とその吸収特性 (2013)
  • Author(s): 窪田裕大・丹羽貴広・船曳一正・松居正樹
  • Organizer: 第44回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 静岡大学
• [Remarks] 松居・船曳・窪田研のホームページ
  • URL: http://www1.gifu-u.ac.jp/~matsuila/