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ポリピリジル骨格を持つ新規な機能性有機蛍光物質の創成

研究課題

研究課題/領域番号 10450339
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 合成化学
研究機関東京大学

研究代表者

荒木 孝二  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40134639)

研究分担者 務台 俊樹  東京大学, 生産技術研究所, 助手 (80313112)
大月 穣  東京大学, 生産技術研究所, 助手 (80233188)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
1998年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
キーワードアミノテルピリジン / ビピリジン / 光機能性 / 蛍光性有機化合物 / ルテニウム錯体 / キレート形成 / 蛍光チューニング / ジピリドフェナジン(dppz) / テルピリジン / オスミウム錯体 / 蛍光応答 / ビピリジル / テルピリジル / 蛍光 / 励起エネルギー移動 / 光機能性材料 / 金属錯体 / 有機蛍光体 / 蛍光性テルピリジル / 蛍光性テルピリジン / 機能性蛍光物質 / 機能性錯体配位子 / 2,2'-ビピリジル / 2,2'-ビピリジン / 2-アミノフェナジン
研究概要

2,2':6',2"-テルピリジル(tpy)について、環窒素のオルト位をアミノ置換することにより、高効率の蛍光発現(〜380nm)を実現した。特に6-アミノ体の量子収率(Φ)は0.70と非常に大きな値であった。一方、4'-アミノ体はΦ<0.01であった。以上のことから、アミノ基を適切な位置に導入することで、高輝度の蛍光性tpyを開発することに成功した。
種々の置換基を検討したところ、4'-フェニルtpyが効率よい蛍光(Φ〜0.3)を示すことを見出した。フェニル基のパラ位を置換し、蛍光チューニングを検討した。吸収・蛍光スペクトルの溶媒依存性および分子軌道計算より、強い電子供与性基の導入の結果、HOMO-1がHOMOを越えることが示唆された。分子軌道レベル制御を通じて蛍光をチューニングした例は皆無であり、この成果は、より戦略的な蛍光特性設計への足がかりとなる。
置換基導入によらず、bpyに蛍光性を付与する方法として、既知の蛍光性化合物2-アミノフェナジンとbpyを縮環させた分子構造を持つ、7-アミノジピリド[3,2-a:2',3'-c]フェナジン(dppz-NH_2)を合成した。その結果、効率よい蛍光を発現し、新しい分子設計指針の有効性を確認した。またdppz-NH_2は、二価金属イオンに対する選択的キレート形成ならびに蛍光応答性を示したことから、機能性有機蛍光物質としての可能性を明らかにできた。さらにルテニウム錯体[Ru(bpy)_2(dppz-NH_2)]^<2+>が、反応活性なアミノ基を利用してさまざまなアクセプターと容易に結合可能なこと、高効率の新規光増感ユニットとなることを確認し、その有用性を提示した。
以上、ポリピリジル骨格を持つ新規蛍光性化合物の開発に成功した。さらにこれらの化合物が特異な光機能を示し、光機能性有機蛍光物質として大きな将来性を有することを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] K.Araki,K.Tada,M.Abe and T.Mutai: "Design of a Fluorescent Host for Monitoring Multiple Hydrogen-bonding Interaction Directly by Intramolecular Charge-Transfer"Journal of Chemical Society, Perkin Transactions. 1998. 1391-1396 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 務台俊樹,荒木孝二: "分子を識別する-蛍光性人工レセプターの設計とその機能"生産研究. 50. 125-130 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Tomoda,T.Hirano,S.Saito,T.Mutai and K.: "Substituent Effects on Fluorescent Properties of Imidazo[1,2-α]pyridine-based Compounds"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 72. 1327-1334 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.-S.Choi,T.Mutai,S.Arita,K.Araki: "A Novel Fluorescent 2,2'-Bipyridine Derivative Prepared by Coupling to a Fluorescent Aminophenazine-Fluorescence Properties and Response toward"Journal of Chemical Society, Perkin Transactions. 2000. 243-247 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.-S.Choi,L.Mishra,T.Mutai,K.Araki: "[Ru(bpy)_2(dppz-NH_2)]^<2+> Complex (dppz-NH_2 : 1-aminodipyrido[3,2-α : 2'3'-c]phenazine) as a Useful Photosensitizing Unit for the Construction of Photoinduced Energy Transfer"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 73. 2051-2058 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Otsuki,T.Yamagata,K.Araki,T.Takido,S.Seno: "Fluorescent Monitoring of Complexation fo Phthalimide-fused Crown Ethers with Alkali Metal Ions"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 74. 333-337 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 妹尾学,荒木孝二,大月穣: "超分子化学"東京化学同人. 258 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Araki, K.Tada, M.Abe and T.Mutai: "Design of a Fluorescent Host for Monitoring Multiple Hydrogen-bonding Interaction Directly by Intramolecular Charge-Transfer Emission"J.Chem.Soc., Perkin Trans.. 2. 1391 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mutai and K.Araki: "Molecular Recognition-Design and Function of Artificial Fluorescent Receptor"Seisan Kenkyu. 50. 125 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Tomoda, T.Hirano, S.Saito, T.Mutai and K.Araki: "Substituent Effects on Fluorescent Properties of Imidazo [1, 2-a] pyridine-based Compounds"Bull.Chem.Soc.Chem.. 72. 1327 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.-S.Choi, L.Mishra, T.Mutai and K.Araki: "[Ru (bpy)_2(dppz-NH_2)]^<2+> Complex (dppz-NH_2 : 7-Amino-dipyrido [3, 2-a : 2', 3'-c] phenazine) as a Useful Photosensitizing Unit for the Construction of Photoinduced Energy Transfer Systems"Bull.Chem.Soc.Chem.. 73. 2051 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.-S.Choi, T.Mutai, S.Arita and K.Araki: "A Novel Fluorescent 2, 2'-Bipyridine Derivative Prepared by Coupling to a Fluorescent Aminophenazine-Fluorescence Properties and Response toward Various Cations"J.Chem.Soc., Perkin Trans.. 2. 243 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Otsuki, T.Yamagata, K.Ohmuro, K.Araki, T.Takido and M.Seno: "Fluorescent Monitoring of Complexation fo Phthalimide-fused Crown Ethers with Alkali Metal Ions"Bull.Chem.Soc.Chem.. 74. 333 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.S.Choi,T.Mutai,S.Arita,K.Araki: "A Novel Fluorescent 2,2'-Bipyridine Derivative Prepared by Coupling to a Fluorescent Aminophenazine Fluorescence properties and Response toward Various Cations"Journal of Chemical Society,Perkin Transactions. 2000. 243-247 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] C.S.Choi,L.Mishra,T.Mutai,K.Araki: "[Ru(bpy)_2(dppz-NH_2)]_<2+> Complex (dppz-NH_2: 7-aminodipyrido[3,2-a:2'3'-c]phenazine)as a Useful Photosensitizing Unit for the Construction of Photoinduced Energy Transfer Systems"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 73. 2051-2058 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Otsuki,T.Yamagata,K.Araki,T.Takido,S.Seno: "Crown Ether Appended Phthalimides : Ion-Responsive Fluorophores with a Handle"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 74(In press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] C.-S.Choi,T.Mutai,S.Arita,K.Araki: "A Novel Fluorescent 2,2'-Bipyridine Derivative Prepared by Coupling to a Fluorescent Aminophenazine - Fluorescent Properties and Response toward Metal Cations"Journal of the Chemical Society,Perkin Transactions 2. 2000. 243-247 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J.Otsuki,T.Yamagata,K.Araki,T.Takido,S.Seno: "Crown Ether Appended Phthalimides : Ion-Responsive Fluorophores with a handle"Chemistry Letters. 2000(In press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kawaguchi,T.Kajikawa,M.Kaneko,T.Koshimizu,K.Araki: "Formation of the Lanthanide Complexes with Bipyridine-Functionalized Amide Compounds and Their Unusually High Amide Reactivity"Bulletin of Chemical Society of Japan. 72. 2729-2736 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tomoda,T.Hidrano,S.Saito,T.Mutai,K.Araki: "Syntheses and Fluorescent Properties of Imidazo[1,2-a]pyridine Derivatives"Bulletin of Chemical Society of Japan. 72. 1327-1334 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 大月穣、荒木幸二: "生物に学び分子レベルで電子,光子を操る"生産研究. 51. 551-555 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] L.Mishra,A.K.Yadaw,C.-S.Choi,K.Araki: "Spectroscopic,Luminescent,Electrochemical and Anibacterial Activity of Aryl/azolo 2,4-Pentanediones and their Ru(II)-2,2'-bipyridiyl Complexes"Indian Journal of Chemistry. 38A. 339 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tomoda, T.Hirano, S.Saito, T.Mutai, K.Araki: "Substituent Effects on Fluorescent Properties of Imidazo[1,2-a]pyridine-based Compounds" Bulletin of the Chemical Society of Japan. (Accepted).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] J.Otsuki, K.Harada, K.Araki: "Supremolecular Electro-and Proto-photoswitch" Chemistry Letters. 1999. 269-270 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] J.Otsuki, K.Harada, K.Toyama, Y.Hirose, K.Araki, M.Seno, K: "Enargy gap dependence of electron transfer rates in porphyrine-imide supramolecular assemblies" Chemical Communication. 1998. 1515-1516 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Arai, K.Tada, M.Abe, T.Mutai: "Design of a Fluorescent Host for Monitoring Multiple Hydrogen-bonding Interaction Directly by Intramolecular Charge-transfer Emission" Journal of Chemical Society, Perkin Transaction 2. 1999. 1391-1396 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sikora, P.Tomasik, K.Araki: "Thermolysis of Pectins with Biogenic Amino Acids" Polish Journal of Food Nutrition Science. 48. 391-400 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sikora, P.Tomasik, K.Araki: "Preliminary Studies on Thermolysis of Chitin and Chitosan with α-Hydroxy Acids" Polish Journal of Food Nutrition Science. 48. 163-170

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 妹尾 学・荒木 孝二・大月 穣: "超分子化学" 東京化学同人, 258 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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