2014 Fiscal Year Research-status Report
ESIPT色素を用いた外場応答型蛍光クロミック材料の開発
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26410098
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| Research Institution | Chitose Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
坂井 賢一 千歳科学技術大学, 総合光科学部, 准教授 (50342788)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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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 |
励起状態分子内プロトン移動(ESIPT)型の蛍光色素は、固体状態でも高い蛍光量子効率を達成可能であると同時に、蛍光特性が外部環境変化に敏感という特徴を有している。本研究では、ESIPT色素の水素結合状態を外場や外部刺激によって制御することで、蛍光色が多彩に変化する新規蛍光クロミック物質を創成し、最終的には電界誘起蛍光クロミズム素子や強誘電性蛍光クロミズム素子の実現を目指している。初年度は以下２つの分子系を対象に研究を進め、それぞれ一定の成果を得た。(1)分子内プロトン移動の制御系：フェノールの２位と６位の炭素にそれぞれイミダゾール環およびベンゾチアゾール環を連結することで、フェノールの水酸基との水素結合様式が２パターン存在するESIPT色素を合成した。色素の蛍光色は溶媒の種類に依存して劇的に変化し、クロロホルム中では黄緑色であるのに対し酢酸中では橙色を示した。それぞれの溶液から作成した単結晶のＸ線構造解析結果から、蛍光色変化は期待した通り分子内水素結合の切換えに起因することを明らかにした。この現象を色素をドープしたナフィオン膜で再現することに成功し、酸性および塩基性の水溶液を用いて薄膜に字を書いたり消したり出来ることを確認した。(2)分子間プロトン移動制御系：サリチル酸の３位の炭素にホルミル基を導入した４種類の誘導体を合成し、カルボキシル基の脱プロトン化が蛍光特性にどのような影響を与えるのか系統的に調べた。その結果、脱プロトン化前後で蛍光強度が大幅に変化する誘導体や、蛍光色が劇的に変化する誘導体を見出すことが出来た。これらサリチル酸誘導体とのプロトンの受け渡しが可能な分子を選択し、プロトンドナー/アクセプター２成分系を構築することで、電場印加での分子間プロトン移動制御による蛍光クロミズムの発現を目指す。
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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
ESIPT色素を研究の対象にしたことで、合成した色素の多くは固体中でも濃度消光することなく高い蛍光性を有している。また実際そのような色素の中から本研究の目的とする蛍光クロミズムを示すものも着実に得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終目標の達成に向けた最重要課題は、外部電場に応答してプロトン移動が誘起されるような分子内水素結合や分子間水素結合の設計である。遂行中の研究と並行して、既存の水素結合をもつ物質系を調査し、設計に反映させることも検討する。
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| Causes of Carryover |
当該年度に購入した蛍光分光器が、メーカーのセール期間に該当したことで当初の購入予定額より安く購入できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試薬、ガラス器具等の消耗品の購入に充てる予定。
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Research Products
(3 results)
