2020 Fiscal Year Research-status Report
Control of the crytal structure and analyses of the emission mechanism of heterocyclic compounds based on the distorted conformation of their hydrogen-bonding ring
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19K05434
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
務台 俊樹 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (80313112)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
重光 保博 長崎大学, 工学研究科, 教授 (50432969)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 固体発光 / 結晶多形 / ESIPT / 七員環 / イミダゾピリジン / 分子内水素結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
同一の化学構造を持つ分子について、分子の集まり方（結晶構造）に依存して変化する固体発光は「集積構造依存型発光（PDL）」と呼ばれ、有機合成を伴わない発光制御の方法論として注目される。このような発光物質においては、分子内の効果（電子状態）と分子間相互作用に分けて検討することが一般的と考えられるが、本研究課題ではこれらを合わせた制御因子として、「制御されたひずみ環構造の導入による立体効果」を提案し、その有用性の確立を目指している。本年度は、主に以下の２項目について検討し成果を得た。
1. 昨年度の継続として、分子内水素結合を含むひずみ七員環構造を有するイミダゾピリジン誘導体の発光機構について高精度分子軌道計算により解析した。水素結合様式が分子内と分子間では発光メカニズムに明確な差異があること、七位員環型分子内水素結合を形成した場合は、励起状態プロトン移動（ESIPT）のかかわる発光プロセスであることが明らかとなり、実験事実を理論的に説明できた。
2. コロナ禍による研究活動停止期間の影響で、本年度は七員環型分子内水素結合を形成可能な化合物の合成を主に進めることした。具体的にはイミダゾ[1,2-a]ピリジンの8-位に、種々のortho-ヒドロキシアリールを導入した一連の化合物を合成した。予備的な検討から、PDLや非発光性等さまざまな発光特性を示す種々の誘導体が確認されており、今後おこなう光物性評価に向けて有望な結果が得られたと考えている。
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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
・高精度分子軌道計算による電子状態シミュレーションは当初計画よりも順調に進捗し、学術論文として成果発表をおこなった。
・実験的成果については、コロナ禍による研究活動停止の影響で、化合物合成は当初計画を概ね達成したものの、光物性測定と評価については次年度への持ち越しが発生した。
以上のことから「(2)おおむね順調に進展している」を選択した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度に当たる今年度は、合成した化合物の光物性評価に集中的に取り組み、研究計画の遅れを解消する。得られた知見を基に量子化学計算の成果も参考にしながら、当初目的である、水素結合型ひずみ環構造を有する複素環化合物の固体発光特性と結晶構造制御の関連性を明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で対面での研究打合せや成果発表の機会がほとんどなく、旅費に未執行が生じたことが主な理由である。次年度は、コロナ禍の推移を考慮しながら執行予定である。
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| Remarks |
昨年度、研究論文として成果発表した内容についての所属研究機関よりのプレスリリース
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