2017 Fiscal Year Research-status Report
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17K05777
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
前多 肇 金沢大学, 物質化学系, 教授 (40295720)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千木 昌人 金沢大学, 物質化学系, 教授 (90135046)
古山 渓行 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (30584528) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ピレン / ピレノファン / 光スイッチ / 蛍光 / エキシマー / 光反応 / 光二量化反応 / 光二量体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
構造変化型強発光性スイッチ材料の開発を目的として研究を行い、以下の知見を得た。
ピレンの1,6位をオリゴエチレングリコール鎖で架橋した(1,6)ピレノファン類を合成し、各種金属イオンを添加した時の蛍光スペクトルの変化を調べた。その結果、オリゴエチレングリコール鎖の鎖長が短い場合は、金属イオンの添加に伴いピレンの分子内エキシマー発光が減少し、モノマー発光が増加したのに対し、鎖長が長い場合は分子内エキシマー発光のまま短波長側にシフトした。ジョブズプロットおよびNMRスペクトルにより、前者はピレノファン:金属イオン＝1:1のサンドイッチ型錯体を、後者は1:2のダンベル型錯体を形成していることが明らかになった。
1-ビニルピレンをメチレン鎖およびジエステル鎖で架橋した化合物の分子内光二量化反応と、対応する分子間反応について検討した。その結果、ジエステル鎖で架橋した化合物のジクロロメタン溶液をパイレックス製容器に入れ、高圧水銀灯で光照射したところ、分子内光二量体が二種類の立体異性体の混合物として、良好な収率で得られることが分かった。また、単離した分子内光二量体の重クロロホルム溶液に光照射したところ、逆反応が進行し、40分の光照射で原料：分子内光二量体＝3：7の光定常状態に達することが明らかになった。波長カットフィルターを用いて光反応を行ったところ、生成物側に平衡が偏った。対応するジシンナマートを用いて反応の経時変化を比較したところ、ピレン誘導体の場合はジシンナマートに比べてはるかに速く分子内光二量化が進行し、原料のシス体を与えることがないという結果が得られ、ピレンを用いる優位性が認められた。
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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
これまでの研究において、構造変化型強発光性スイッチ分子の基本骨格として(1,6)ピレノファンが利用可能であること、(1,6)ピレノファンをオリゴエチレングリコール鎖で架橋することによりカチオン認識型スイッチ分子として有効に機能すること、1-ビニルピレンの分子内光二量化反応を用いることにより光（外部刺激）応答型スイッチ分子が設計できることが分かった。以上の結果、達成度としては、おおむね順調に進展している、と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も引き続き、極めて強い発光を示すスイッチ分子を提案・設計・合成し、次世代の蛍光材料開発に向けてブレークスルーを発信するための基礎研究を行う。例えば、可逆的光反応系を利用する蛍光スイッチ材料の開発を進めるため、芳香環への分子内光環化付加反応の検討を行う。蛍光の長波長化と強発光化については、分子内エキシマー発光およびソルバトフルオロクロミズムを利用するとともに、共役系が拡張するような置換基の導入を行う。また、求核剤認識型スイッチ分子や積層構造の変換に基づく強発光性スイッチ分子の開発にも着手する。
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| Causes of Carryover |
（理由）当初の予定よりも物品費を節約することができたため。
（使用計画）翌年度分として請求した助成金と合わせ、物品費、旅費、その他費として使用する計画である。
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