2021 Fiscal Year Annual Research 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 / ESIPT / 結晶多形 / 水素結合 / 蛍光 / イミダゾピリジン / 超弾性 / メカノクロミズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分子の化学構造は同一ながら集積構造(結晶構造)に依存して変化する固体発光を「集積構造依存型発光(ＰＤＬ)」と呼び、その機構については分子内の効果(電子状態の変化)と分子間相互作用の二つの要因から検討することが一般的であるが、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、その有用性の提示を目指してきた。最終年度となる本年度は研究を総括するとともに、研究の過程で見出した超弾性発光クロミズムのさらなる検討と、光励起状態におけるX線結晶構造解析の挑戦について検討した。
1. ひずみ環構造を導入した分子が示す固体ESIPT発光： 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について、結晶多形依存性発光の測定と量子化学計算による解釈を網羅的におこなった。その結果、ひずみ環構造を持つことに起因する適度な柔軟性が結晶多形の形成に寄与していることが示唆され、また発光特性とひずみ構造の関連性についても計算による定性的な解釈ができた。特にナフトール体については、置換位置によってPDLを示す誘導体と示さない誘導体が確認され、材料の観点からも興味深い成果が得られた。
2. 励起状態における結晶構造と発光特性： ＰＤＬの詳細な機構を明らかにすることを目的として、時間分解X線結晶構造解析をおこない予備的な成果を得た。今後、実験条件の最適化をおこない光励起状態における分子のコンホメーションを得ることを目指す。
3. メカノクロミック発光、超弾性発光クロミズムの総括をおこない、論文発表をおこなった。
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