2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new mechanofluorochromic materials based on borepin structure
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19K15543
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
安達 洋平 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (50805215)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ホウ素 / ボレピン / クロミズム / 固体発光 / TADF |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、特異な固体発光特性を示すベンゾ[d]ジチエノ[b,f]ボレピンと呼ばれる骨格に様々な置換基を導入することで、結晶構造や電子状態が固体状態の発光色にどのように影響を与えるかを調査し、革新的な動的発光性分子材料の創出につながる新しい分子設計のコンセプトを得ることが目的である。
令和3年度は、ベンゾ[d]ジチエノ[b,f]ボレピンのホウ素上の置換基に電子供与性のアリール基を導入することで、ドナー―アクセプター型の構造を持つ分子の合成を行った。中でもホウ素上にジメチルアミノフェニル基やジフェニルアミノフェニル基を導入した化合物では、HOMOとLUMOが各ユニット上に局在化するため、熱活性化遅延蛍光（TADF）を示すことが明らかとなった。得られたサンプルは有機ELの発光材料として応用することも可能であった。再結晶したサンプルをスパチュラなどですり潰すと、発光色がオレンジ色から緑色へと大きく変化したことから、目的とする明瞭なメカノフルオロクロミズム特性を示す化合物を得ることができた。Ｘ線回折法などの解析結果から、このメカノフルオロクロミズムは結晶がアモルファスへと変化することによって引き起こされていることが明らかになった。
さらに、1分子中にボレピン環を2つ導入した化合物や、ホウ素上にアントリル基を導入した化合物についても合成を行い、その光学的特性を調査した。ベンゾ[d]ジチエノ[b,f]ボレピン骨格をベースとした化合物は、光誘起電子移動（PET）が起こらないように適切な分子設計を行うと、重原子やカルボニル基を構造に含まない場合でも、低温条件下において強いりん光を示すことも明らかにすることができた。
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