2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of ESIPT fluorophores with a ditopic recognition ability
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17K05842
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| Research Institution | Chitose Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
坂井 賢一 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (50342788)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 蛍光 / クロミズム / 水素結合 / 励起状態分子内プロトン移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、外部からの複数の刺激(信号)に応答して蛍光特性が多彩に変化する新規ESIPT(励起状態分子内プロトン移動)型蛍光色素の開発を実施した。最終年度は主に以下２つの系を対象に研究を進めた：(1)プロトンドナーもしくはプロトンアクセプターにESIPT性を付与した２成分蛍光制御系の構築。(2)光照射と酸・塩基の添加による複数刺激に対し、可逆的クロミズムを示すESIPT色素の開発。前者(1)は刺激によって分子間でのプロトン移動が誘起され、それが引き金となってESIPT色素の蛍光特性の変化を期待した系で、今回新たにサリチル酸２分子をσ鎖で連結したESIPT色素と種々の塩基性物質との２成分系を調整した。その結果、塩基にdabcoを用いた共結晶において、サリチル酸を繋ぐσ鎖長の違いによって、サリチル酸の分子内およびサリチル酸とdabco間の分子間水素結合様式が影響を受け、蛍光特性に違いを及ぼすことが分かった。σ鎖の炭素数が3の色素では、分子内、分子間ともに非常に強い水素結合の形成が確認され、電荷支援型の水素結合リレー系の構築に成功した。また、サリチル酸メチル２分子を連結した色素においては高濃度条件下で集団励起状態に起因すると示唆されるJ会合体様の吸収、蛍光スペクトルが観測された。一方、後者(2)は、イミダゾール系ESIPT色素の2,4-ImPが、光照射によって分子内で正電荷と負電荷が分離した双性イオン状態に変化することを見出した。その後の酸・塩基処理により、元の状態に戻すことも出来、一連の推移は色調や蛍光色の変化として認識された。これら最終年度の成果に加え、研究期間内では複数の新規ESIPT色素の開発に成功し、中でも酸と共役アニオンを認識してフルカラーの蛍光を示したBTImPや、微量のアミン類を認識できる色素は論文に纏めることが出来た。
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