| 研究領域 | 光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光ー物質変換系の創製 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05092
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
寺尾 潤 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00322173)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 電子伝達分子 / ロタキサン / 溶媒和 / 励起状態制御 / シクロデキストリン / 電子伝達系 / 共役分子 / 機能性分子 / 有機無機ハイブリッド材料 / 自己包接 / 分子ワイヤ / 超分子化学 / 電荷輸送特性 / 電荷分離 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電子伝達系となる共役主鎖を環状分子で三次元的に覆うことでロタキサン骨格を構築する。構築した電子伝達系を無機基板上へと導入し、光照射に基づく水分解系を創成する。研究では分子内・分子間の擾乱に基づく励起子の失活を環状分子が抑制する効果を定量的に評価し、熱や他分子といった夾雑環境下でも高効率に駆動する光─物質変換系を構築する。
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| 研究実績の概要 |
ドナー・ブリッジ・アクセプター型分子（D-B-A型分子）における励起状態のブリッジへの溶媒和は、逆電子移動速度などの発光特性に影響するため重要な要素であるが5、このようなブリッジのみへの局所的な溶媒和を評価することはこれまで困難であった。本研究では、ブリッジへの溶媒和状態のみが異なる立体異性体を用いてそのソルバトフルオロクロミズムの差を算出することにより、励起状態のブリッジへの溶媒和の評価を試みた。PMCDを用いた連結型ロタキサン構造によりブリッジのみを被覆した被覆型D-B-A型分子insとその非被覆体uninsを合成し、蛍光発光スペクトル測定を行った。insとuninsとの蛍光極大波長の差を算出し、溶媒極性パラメータに対してプロットしたところ、励起状態にあるブリッジへの溶媒和は塩素系極性溶媒において特に強くなることが明らかとなった。
溶液中における室温燐光発光材料は、バイオイメージングなどのプローブへの利用が可能であるため開発が望まれている。遷移金属を用いない有機物においては溶液中の分子内運動によって励起状態からの速やかな無輻射失活が起こり、燐光発光が妨げられるため、室温燐光発光材料の開発は困難であった。本研究では、連結型ロタキサン構造を利用して分子内運動の抑制を行うことにより、有機室温燐光発光材料の開発を試みた。固体状態では室温燐光発光を示す一方で溶液中では室温燐光発光を示さないベンジルを対象に、PMCDを用いて被覆した被覆型ベンジル2-insおよびその非被覆体2-uninsを合成した。初めに、脱酸素したDMSO中および脱酸素していないDMSO中で2-insの発光スペクトルを比較したところ、脱酸素したDMSO中においてのみ580 nm付近のピークが観測された。燐光発光は酸素により消光することが知られており、このピークが燐光発光に由来することが示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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