| 研究課題/領域番号 |
19K05437
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
森末 光彦 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 助教 (40403357)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 近赤外発光 / エキシマー発光 / 檜山反応 / 薗頭反応 / ポルフィリン / πスタッキング / 励起子分裂 / エキシマー / BODIPY / 電荷移動相互作用 / 近赤外発光特性 / Glaser反応 / 非晶 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
非晶性ポルフィリンが1000 nmの固体近赤外発光示す発光原理について解明を行う。ポルフィリン金属錯体が分子間でのπ電子と中心金属との間でのπー金属間で相互作用により特異な固体近赤外発光特性を示すという作業仮説に基づき、系統的な分子の合成とそれらの物性評価、ならびに理論計算により上述の目的を達成する。
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| 研究成果の概要 |
非晶性ポルフィリンのスピンコート膜が近赤外エキシマー発光する現象に関して、構造ー機能相関を解明することを目的に研究を行った。効率的なポルフィリン誘導体の合成手法として、アルキンのトリメチルシリル基にシラノラートを作用させるとシロキサン結合の形成を駆動力とするSi/Cuトランスメタル化により檜山反応型薗頭反応する新しい反応手法の開発に成功した。芳香族スペーサーを介してπ共役したポルフィリン二量体の会合挙動と電子構造を比較した。励起子分裂が優勢となるとエキシマー形成に伴うストークスシフトが小さくなる傾向が観察され、金属ーπ相互作用が分極率と関係してエキシマー発光特性に影響していると推測している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
未踏の生命現象の解明に向けた生体深部を可視化するための1000nmを超える近赤外波長で発光する材料が脚光を浴びているが、C-H伸縮振動によるエネルギー散逸が優勢となる「エネルギーギャップ則」を克服できる材料は非常に限定的である。非晶性ポルフィリンのエキシマー形成の機構解明は、高機能な近赤外発光材料を実現するための鍵である。系統的な比較検討の結果、金属ーπ相互作用が分極率に影響してエキシマー形成を支配するらしい予備的知見を得た。本検討を通じて開発した檜山反応型薗頭反応は、保護基であるトリメチルシリル基を脱保護なしに直接トランスメタル化できる手法であり、副反応抑制の点でも実践的に有用な手法である。
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