2022 Fiscal Year Annual Research Report
強力なπ電子供与性を示す新たな中性置換基の創成と新規有機蛍光色素開発への展開
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21K15222
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
藤田 光 金沢大学, 薬学系, 助教 (40782850)
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2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電子供与基 / π電子密度制御 / 蛍光色素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
π電子供与基の共鳴効果に基づく共役系のπ電子密度の向上は、有機化学の根幹をなす重要な概念の一つであり、π系分子の物理的性質、化学反応性、光学特性の制御において重要な役割を担っている。蛍光イメージングに汎用されている優れた蛍光色素のうち、push-pull型のπ系を母体構造とするものでは、多くの場合、吸収・蛍光の増強や長波長化を目的としてπ電子供与基が導入されている。ジアルキルアミノ基は代表的なπ電子供与基として知られており、様々な蛍光イメージング用蛍光色素分子において利用されているものの、そのπ電子供与能には上限が存在するため、蛍光色素のπ電子密度制御に制約を与えていることが課題となっている。そこで本研究課題では、電気的に中性かつ従来型置換基を上回るπ電子供与性を示す新たなイリド型窒素置換基（以下、本置換基）を創成することで既存の問題点を克服し、さらに本置換基を利用した新規有機蛍光色素の開発へ展開させることを目的として研究を実施する。
これまでの研究から本置換基は、従来型置換基を凌駕するπ電子供与性を示すことが明らかとなっている。本年度は、昨年度に見出していた分子間反応法による本置換基のπ共役系への導入反応についてさらに検討を進め、導入可能な構造を多様化させることに成功し、その成果に関して学会発表を行った。続いて、ナフタレンを基盤とするpush-pull型蛍光色素骨格に着目して研究を展開した。この色素骨格に本置換基を導入したところ、従来のジアルキルアミノ型の場合と比較して、効果的な吸収波長と蛍光波長の長波長化がもたらされた。その光学特性を詳しく調べた結果、本置換基中の僅かな構造の差異が蛍光量子収率に影響することや、溶媒極性の違いによりスペクトル形状が変化することなどを明らかにした。以上、本置換基の導入法を確立し、それを利用して有望な光学特性を示す蛍光色素の開発に成功した。
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