2016 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Efficient NIR Emission compounds based on confused cyclic oligomer
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15K13646
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
古田 弘幸 九州大学, 工学研究院, 教授 (40244157)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 有機化学 / 光物性 / BODIPY / 多量体 / 環状 / 発光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「ストークスシフトが大きく、近赤外領域に強い発光を有する安定な分子」を創製することができれば、近赤外色素レーザーや生体イメージング分野において大きな発展が期待される。しかしながら、近赤外領域に強い発光を示す分子はほとんどなく、分子設計指針の構築が求められている。本研究では、「環状多量化法」の提案とその有効性の検証を行った。
まず、新規デザイン分子として、オリゴピロール化合物を混乱型結合を用いて連結した、BODIPY色素を基体とする、箱型環状多量体(3量体、４量体）（混乱カリックス[n］フィリン：n = 6または8）を合成することに成功した。NMRをはじめとする各種分光学手法、及び単結晶X線構造解析により構造決定を行った後、発光寿命測定、発光効率とストークスシフトの関係性評価、レージング特性評価を行なった。その結果、単量体の場合、4 ns程度であった発光寿命が環状化により、14 ns（３量体）、27 ns（4量体）と著しく伸び、またストークスシフトが3000 cm-1 と異常に大きな値を示すことが明らかとなった。一連の実験とDFT計算による理論的考察を通して、ストークスシフトを大きくするには、「環状多量化」が有用であり、環状多量化により、縮退していたフロンティア軌道エネルギーが分離し、遷移確率の異なる、いくつかの励起状態を取りうること、また、その中には大きな遷移確率の励起状態を含むことが示唆された。さらに、長時間レーザー発振実験により、環状化による光安定性の増大も確認された。今後、より長波長吸収を持つ単量体ユニットの組み込みを通して、高性能の光機能性近赤外分子の創製が期待される。
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[Journal Article] Donor-Acceptor Type A2B2 Porphyrins: Synthesis, Energy Transfer, Computational and Electrochemical Studies2017
Author(s)
Gupta, I.; Das, S. ; Bhat, H. R.; Balsukuri, N.; Jha, P. C.; Hisamune, Y.; Ishida, M.; Furuta, H.; Mori, S.
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Journal Title
Inorg. Chem. Front
Volume: 4
Pages: 618-638
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Rational Syntheses of Helical π-Conjugated Oligopyrrins with a Bipyrrole Linkage: Geometry Control of Bis-Copper(II) Coordination2016
Author(s)
Zhang, K.; Savage, M.; Li, X.; Jiang, Y.; Ishida, M.; Mitsuno, K.; Karasawa, S.; Kato, T.; Zhu, W.; Yang, S.; Furuta, H.; Xie, Y.
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Journal Title
Chem. Commun
Volume: 52
Pages: 5148-5151
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Boron Difluoride Complexes of Expanded N-Confused Calix[n]phyrins That Demonstrate Unique Luminescent and Lasing Properties2016
Author(s)
Ishida, M.; Omagari, T.; Hirosawa, R.; Jono, K.; Sung, Y. M.; Yasutake, Y.; Uno, H.; Toganoh, M.; Nakanotani, H.; Fukatsu, S.; Kim, D.; Furuta, H.
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed
Volume: 55
Pages: 12045-12049
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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