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2016 Fiscal Year Research-status Report

分子内電荷移動を基盤とする熱活性化遅延蛍光材料の創製

Research Project

Project/Area Number 15K13671
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

清水 正毅  京都工芸繊維大学, 分子化学系, 教授 (10272709)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords遅延蛍光 / イソフタル酸 / 凝集誘起発光
Outline of Annual Research Achievements

新規熱活性化遅延蛍光材料として、2-アミノイソフタル酸ジエステルを設計した。標的とするジメチルエステルは、まず市販の2-ブロモイソフタル酸ジメチルに対して、パラジウム触媒を用いてアニリン誘導体もしくはベンジルアミンをカップリングしたのち、得た第二級アミンを、ヨードメタンを用いてメチル化する、あるいは銅触媒とヨウ化アリールを用いてアリール化することにより合成した。また、ジアリールエステルは、ジメチルエステルを加水分解してイソフタル酸誘導体に導き、これを酸塩化物に変換したのちフェノール誘導体と縮合することにより得た。合成した2-アミノイソフタル酸ジエステルは、溶媒2-メチルテトラヒドロフラン中では全くあるいはほとんど蛍光を示さなかった。それに対し、それらの粉末は、青色から緑色の蛍光を量子収率0.06~0.48で発した。すなわち、設計分子は、まず凝集誘起発光性を示す発光団であることを明らかにした。続いて、この発光団をポリメチルメタクリレート薄膜に分散し、その発光性を真空下および大気下で測定したところ、真空下ではナノ秒オーダーとミリ秒オーダーの寿命をもつ発光成分が含まれていた。一方、大気下での蛍光はナノ秒オーダーの発光成分のみを観測した。また、発光量子収率は、真空下に比べて大気下では約0.02~0.14低下した。さらに発光スペクトルは、いずれの条件下においても同じであった。以上のことから、今回設計した2-アミノイソフタル酸ジエステルが、期待通り遅延蛍光性を示す発光材料であることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

2ーアミノイソフタル酸ジエステルが、期待通り遅延蛍光性材料となることを明らかに、分子軌道計算による解析から、アミノ基をアルコキシカルボニル基二つで挟むと、最高被占軌道と最低空軌道の重なりが小さくなることを認め、その分子設計の有効性を確認することができた。これらの成果は、分子軌道計算による予測の有用性を示しており、さらなる分子設計を進める上でも有益な情報をもたらすと考えている。これらのことから、本研究は概ね順調に進展していると判断される。

Strategy for Future Research Activity

発光団のコアであるベンゼン環に置換する電子供与基(アミノ基)と電子求引基(アルコキシカルボニル基やアシル基)の数、相対配置、組み合わせが遅延蛍光性の発現に及ぼす効果をさらに明らかにしていくために、まず1,3-ジアミノ-2-アロイルベンゼンや1,3-ジアミノ-2-アルコキシカルボニルベンゼンの合成および物性評価を進める。続いて、電子供与基をアミノ基からアルコキシ基やアルキルチオ基に、電子求引基にアリールスルホニル基やボリル基などを選び、対応するドナー、アクセプター置換ベンゼンの設計、合成および機能評価を進める。

Causes of Carryover

標的分子を合成する反応の収率が、想定よりも良好であり、その分合成反応に必要な薬品、触媒、またその精製および単離に必要な溶媒などの使用量が予定よりも少なく済んだため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度使用額は、平成29年度に合成予定の発光団の合成に必要な有機薬品、有機溶媒、不活性ガスなどの物品購入に主に使用する予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] レーゲンスブルク大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      レーゲンスブルク大学
  • [Presentation] 2,6ージアミノベンゾフェノン誘導体の長寿命成分を含む固体状態での発光特性2017

    • Author(s)
      中谷匡希・清水正毅
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学日吉キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16
  • [Presentation] 固体状態で高効率発光する蛍光材料と室温リン光材料2016

    • Author(s)
      清水正毅
    • Organizer
      第10回有機π電子系シンポジウム
    • Place of Presentation
      あうる京北
    • Year and Date
      2016-12-16 – 2016-12-17
    • Invited
  • [Presentation] 遅延蛍光性発光団の創成2016

    • Author(s)
      中谷匡希・清水正毅
    • Organizer
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2016-11-14 – 2016-11-16
  • [Presentation] 固体状態で高効率発光する分子の発見、設計と応用2016

    • Author(s)
      清水正毅
    • Organizer
      有機合成若手セミナー
    • Place of Presentation
      京都薬科大学
    • Year and Date
      2016-08-09
    • Invited
  • [Presentation] ジアリールアミノイソフタル酸ジエステルの遅延蛍光性2016

    • Author(s)
      中谷匡希・清水正毅
    • Organizer
      JACI/GSCシンポジウム
    • Place of Presentation
      ANAクラウンプラザ神戸
    • Year and Date
      2016-06-02 – 2016-06-03

URL: 

Published: 2018-01-16  

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