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多彩な発光色を示す凝集誘起発光分子の創製とメカノフルオロクロミック特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K05457
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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
研究機関岩手大学

研究代表者

村岡 宏樹  岩手大学, 理工学部, 准教授 (50546934)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード凝集誘起発光分子 / 固体構造 / 固体発光 / 分子間相互作用 / メカノフルオロクロミズム / チオフェン
研究開始時の研究の概要

本研究では、多彩な固体発光色を示す凝集誘起発光(AIE)分子を創製し、そのメカノフルオロクロミック(MFC)特性 (機械的刺激によって固体中の分子配列が崩れ、分子間相互作用が変化することで発光色が変化する現象)を解明することを目的とする。有機分子の電子構造と幾何構造の違いに基づいて固体構造(分子構造、分子配列、分子間相互作用)を巧みに制御し、凝集誘起発光波長を制御することで、多彩な固体発光色を示すAIE分子を創製する。また、AIE分子の固体構造とMFC特性の関係を調査することで、分子配列と分子間相互作用が寄与するMFC特性の発現と精密制御に必要な分子構造の電子的・構造的要因を解明する。

研究成果の概要

本研究では、テトラ(2-チエニル)エチレン骨格を基軸とした蛍光分子の合成と発光特性評価を実施した。研究成果として、合成した蛍光分子が、1) 凝集に伴い分子内運動が抑制されることで発光強度が増加する凝集誘起発光(AIE)特性を有すること、2) 分子構造の違いに応じて多彩な固体発光を示すこと、3) 外部からの機械的刺激に応答して固体発光色が変化するメカノフルオロクロミズム(MFC)を示すことを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

メカノフルオロクロミズム(MFC)特性を有する発光分子、すなわちMFC分子は、「センサー」や「メモリー」など機能性固体発光材料としての応用が期待され、注目されている。本研究では、テトラ(2-チエニル)エチレン骨格を基軸としたMFC分子ライブラリーを構築し、固体構造(分子配列と分子間相互作用)が寄与するMFC特性の発現と制御に必要な分子構造の電子的・構造的要因に関する知見を得た。本研究成果は、MFCメカニズムの解明とMFC分子設計のための重要な基礎データを提示し、将来のMFC材料開発へつながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] 含窒素複素環をコアに有する星型(D-π)<sub>3</sub>-A分子の合成と光物性2021

    • 著者名/発表者名
      村岡宏樹, 小川 智
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 79 号: 9 ページ: 859-870

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.79.859

    • NAID

      130008085937

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2021-09-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis, Structural and Spectroscopic Characterization of AIEgen Using Tetrahydrotetrathienoheptafulvalene Skeleton2022

    • 著者名/発表者名
      Ayana Kasajima, Hiroki Muraoka
    • 学会等名
      令和4年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and luminescence properties of sterically-crowded star-shaped molecules with a pyrrole core2022

    • 著者名/発表者名
      Yuna Omura, Hiroki Muraoka
    • 学会等名
      令和4年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2-(3-ヒドロキシ-2-チエニル)ピリミジンを ESIPT 基本骨格に用いた新規発光性分子の合成と物性2021

    • 著者名/発表者名
      千葉 朗, 村岡宏樹, 小川 智
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ピリジンをアクセプターコアに用いた V 字型(D-π)2-A 分子の合成と物性2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤大貴, 村岡宏樹, 小川 智
    • 学会等名
      第48回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] テトラジンコアを用いた(D-π)2-A 分子の合成と物性、それらの逆電子要請型 Diels-Alder 反応を利用した多置換ピリダジン誘導体への変換2021

    • 著者名/発表者名
      石屋真拓, 村岡宏樹, 小川 智
    • 学会等名
      第48回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and properties of V- and X-shaped D-π-A molecules with a pyridine core2020

    • 著者名/発表者名
      Daiki Sato, Hiroki Muraoka, Satoshi Ogawa
    • 学会等名
      令和2年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and characterization of a new type of light-emitting molecules with 2-(3-hydroxy-2-thienyl)pyrimidines as an ESIPT-capable structure2020

    • 著者名/発表者名
      Rou Chiba, Hiroki Muraoka, Satoshi Ogawa
    • 学会等名
      令和2年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and properties of linear-shaped (D-π)2-A molecules with an s-tetrazine core2020

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Ishiya, Hiroki Muraoka, Satoshi Ogawa
    • 学会等名
      令和2年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and properties of star-shaped (D-π)3-A molecules with a triazine core2020

    • 著者名/発表者名
      Atushi Mori, Syunnya Takamori, Hiroki Muraoka, Satoshi Ogawa
    • 学会等名
      令和2年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ピリダジン環をコアに有するD-π-A分子の合成と物性2020

    • 著者名/発表者名
      乾 海斗,村岡宏樹,小川 智
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] アクセプター性アリール基で修飾したスピロ型オリゴチオフェン誘導体の合成と物性2020

    • 著者名/発表者名
      山下愛結美,村岡宏樹,小川 智
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 1,2-ビス(5-アリール-2-チエニル)-1,2-ジフェニルエチレン誘導体の合成と物性2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木実緒,村岡宏樹,小川 智
    • 学会等名
      第47回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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