2015 Fiscal Year Annual Research Report
分子凝集状態で高効率発光する蛍光ならびに室温リン光材料の創製と機能開発
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15H03795
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
清水 正毅 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 教授 (10272709)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 蛍光 / リン光 / 分子凝集 / 発光材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
システイン、ホモシステイン、グルタチオンなどの生体チオールを選択的に検出する蛍光プローブの開発が求められている。本研究では、生体チオールを選択的に検出するプローブとしてビス（ペンタフルオロフェニル）2,5－ジアミノテレフタル酸ジチオエステルを設計・合成し、その光物性を精査した。その結果、このジチオエステルは緩衝液中では全く蛍光を示さないのに対し、ここにシステインを加えると、時間の経過とともに溶液は緑色、発光極大波長521 nmの蛍光を強く示すようになることがわかった。これはジチオエステルがケミカルライゲーションにより2分子のシステインと反応して緑色蛍光性ジアミドに変換されたためと考察している。なお、このジチオエステルはホモシテインやグルタチオンを添加しても、蛍光の発現を全く誘起しなかった。すなわち、ビス（ペンタフルオロフェニル）2,5－ジアミノテレフタル酸ジチオエステルがシステインのみを選択的に発光検出できるプローブであることを明らかにした。
発光性イオン液体の創製を目指して、2,5－ジメトキシ－1,4－ビス（ピリジニウムエテニル）ベンゼン誘導体を設計・合成、熱物性および発光性の精査に取り組んだ。その結果、ピリジニウム塩部位の対アニオンが発光極大波長に及ぼす効果をみると、ヘキサフルオロリン酸イオン、トリフラートイオン、ビススルホンアミドイオンの順に長波長シフトすることがわかった。発光量子収率は、0.04－0.18であり、その値の大小と対アニオンの種類との間には明確な相関は見られなかったが、２－ピリジル体の量子収率がどの対アニオンであっても最も高くなることがわかった。分子構造の屈曲性が塩発光団の発光効率に影響を及ぼしていると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
イオン性液体の創製研究では、対アニオン、ピリジニウム塩部位の置換形式および分子構造の対称性とイオン液体性ならびに発光性との関係性について、さらなる分子改良に有益な知見を得ることができた。また、開発した発光材料の応用展開として、分子凝集誘起発光を示す発光団がシステインの選択的プローブとなることを明らかにした。このプローブは、ホモシステインやグルタチオンと違いを認識することができ、また温和な条件で化学選択的に進行するペプチド合成法であるケミカルライゲーションを作用機序としている点が従来の生体チオールプローブとは一線を画しており、特筆に値する結果である。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
イオン性液体の創製研究をさらに進めることを目指して、融点の低下を意図して非対称分子構造を有する発光団を設計し、その分子構造とイオン液体性、発光特性の相関関係を明らかにすることを目指す。なお、中央ベンゼン環に二つ置換するアリールエテニル基の一方をスチリル基、他方をピリジニウムエテニル基とすると融点が室温以下に低下することを予備的に認めている。また、希少金属を含まない室温リン光材料の開発や固体状態で密にパッキングする高効率蛍光材料の創製研究にも着手する。
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