フッ素系有機分子による高次構造の創出と新規な光機構の創製

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09490023
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 柳田 祥三 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10029126)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北村 隆之 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40294037) ; 和田 雄二 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40182985)
• Keywords: フッ素 / 光触媒 / 水の酸化 / 電子移動 / 発光 / ネオジム / ユーロピウム / エネルギー移動

Research Abstract

パラナルフェニレンの水素原子の一部あるいは全てをフッ素原子に置換した部分フッ素化パラテルフェニレンおよびペルフルオロパラテルフェニレンを光触媒に用い、水の一電子酸化によるフェノール類の合成に成功した。さらに先触媒であるフッ素化パラナルフェニレンのフッ素置換部位の位置および置換数の効果について、その詳細を明らかにした。
フッ素を配立子に含むネオジム(III)錯体の重水素化DMSO中の強発光について溶液内配位構造を解析したところ、フッ素の電子吸引効果とDMSOの強い配位力の相乗効果により特殊な溶液内12配位構造を形成していることがわかった。この自己会合によって得られる特殊配位構造は結晶のように低振動かつ軽く(原子の揺らぎが少なく)、この構造形成がネオジム(III)錯体の強発光に重要であることがわかった。この知見を応用して、希土類錯体を含む強発光ポリマーの開発にも成功した。特にフッ素ポリマー中のユ-ロビウム(III)錯体の発光量子収率は約80%ほどあり、無機ガラスに並ぶ性能を有することがわかった。
長鎖フッ素化アルキル基を含む新規なスルホニルアミド・ネオジム(III)錯体を合成した。この錯体は水素原子を含む有機溶媒中で強発光が可能であり、さらに3重項酸素によるエネルギ-消光も受けないことがわかった。これらの発光特性は長錯フッ素化アルキル基の鎖長に依存し、アルキル鎖が長いものほど効果的にエネルギー失活過程を抑制しネオジム(III)イオンを強発光に導くことが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] T. Kitamura et al.: "Photosensitized One-electron Oxidation of Water Using Fluorinated p-Terphenyl"Research in Chemical Intermediates. 25. 827-842 (1999)
• [Publications] Y. Hasegawa et al.: "Luminescence of Novel Neodymuim Sulfonylaminate Complexes in Organic Media"Angew. Chem. Int. Ed.. 39. 357-360 (2000)
• [Publications] T. Kitamura, et al.: "Fluorinated Aromatics as Sensitizers for Photosplitting of Water"J. Fluorine Chem.. (印刷中). (2000)
• [Publications] S. Yanagida, et al.: "Remarkable Luminescence of Novel Nd(III) Complexes with Low-vibrational hexafluoroacetylacetone and DMSO-d6 Molecules"J. Lunmin.. (印刷中). (2000)