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含カルコゲン蛍光性化合物の開発とその特異な蛍光特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 12J09712
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 有機化学
研究機関埼玉大学

研究代表者

山口 雄規  埼玉大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 採択後辞退 (2012年度)
配分額 *注記
900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード蛍光 / リン光 / テルル / 硫黄 / セレン / 白金 / トリプチシル基 / ジベンゾバレレニル基
研究概要

本研究ではセレンのような重原子を含むにもかかわらず強い蛍光を示す3-メチレン-2,3-ジヒドロカルコゲノフェン誘導体の特異な発光特性発現のメカニズムの解明とそれらを用いた発光素子の開発を目的とした。
発光メカニズム解明のためにまずセレンよりも高周期のテルルを含んだ3-メチレン2,3-ジヒドロテルロフェン誘導体を合成したが、蛍光性は硫黄やセレンと比べ著しく低下した。このことから第五周期の元素では重原子効果が強く影響することがわかった。
3-メチレン2,3-ジヒドロテルロフェン誘導体はほとんど蛍光を示さなかったが、その前駆体として合成した四員環テルラプラチナサイクルが室温、溶液状態では発光を示さなかったが、結晶状態においては室温でも強いリン光を示すことを見出した。硫黄、およびセレン類縁体のリン光性も確認し、カルコゲン元素の周期が大きいほど短波長で強く発光した。
類似錯体として五員環テルラプラチナサイクルも合成したところ、四員環錯体の場合と同様に室温、溶液状態では発光を示さないが、結晶状態ではより強いリン光を示した。得られた錯体については様々なリン配位子を用いて配位子交換反応を検討したところ、青から赤色までの多彩な発光を示す錯体が種々得られた。その中でも、室温、固体状態にもかかわらず、発光量子収率1.0をしめす非常に強いリン光錯体も得られた。室温、固体状態で強いリン光を示す化合物はあまり多くないため、得られた錯体は新しい発光材料として重要である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初、蛍光性化合物の特異な発光特性発現のメカニズムを解明するための研究であったが、前駆体として合成した白金錯体が固体状態で強いリン光を示すという予想外の結果を得たため。室温、固体状態における強いリン光は珍しく、それらを用いた発光材料への応用が大いに期待できるため、当初の計画以上の進展であると自己評価した。

今後の研究の推進方策

予想外の強い固体リン光性の白金錯体を発見したので、類似の誘導体を各種合成し、より効率の良い発光材料の開発を目指す。具体的には、リン配位子の交換をさらに検討するとともに、窒素配位子やN-ヘテロサイクリックカルベンはいいしなどへの変換も検討する。白金だけでなく、同族のパラジウムやニッケル錯体でも同様の発光を示すかにも興味が持たれるため、それらの金属錯体の合成も検討する。白金と同周期のイリジウムや金錯体への変換も検討する。

報告書

(1件)
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2013 2012

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] リン光性カルコゲナプラチナサイクルの配位子交換反応と発光特性2013

    • 著者名/発表者名
      山口雄規・中田憲男・石井昭彦
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Phosphorescent Properties of Chalcogenaplatinacycles2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yamaguchi, Norio Nakata, Akihiko Ishii
    • 学会等名
      The Seventh International Forum on Chemistry of Functional Organic Chemicals
    • 発表場所
      Ichijo Hall, Yayoi Auditorium. The University of Tokyo, Japan
    • 年月日
      2012-11-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] リン光性カルコゲナプラチナサイクルの合成と発光特性2012

    • 著者名/発表者名
      山口雄規・中田憲男・石井昭彦
    • 学会等名
      錯体化学会第62回討論会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and photophysical property of highly phosphorescent chalcogenaplatinacycles2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yamaguchi, Norio Nakata, Akihiko Ishii
    • 学会等名
      25^<th> INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON THE ORGANIC CHEMISTRY OF SULFUR
    • 発表場所
      Czestochowa, Poland
    • 年月日
      2012-06-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Telluraplatinacycles and Related Complexes and Their Phosphorescent Properties2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yamaguchi, Norio Nakata, Akihiko Ishii
    • 学会等名
      10^<th> INTERNATIONAL CONFERENCE ON HETEROATOM CHEMISTRY
    • 発表場所
      Uji, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2012-05-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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