ポリピリジル骨格を持つ新規な機能性有機蛍光性物質の創成

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10450339
• 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)
• キーワード: 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

研究概要

本研究は、多点分子間相互作用部位を持つポリピリジル化合物に蛍光性を付与し、分子間相互作用に基づく蛍光制御が可能な新規な機能性蛍光物質群を設計し合成することを目的とする。
昨年度4'-フェニル-2,2':6',2"-テルピリジル(phtpy)が効率よい蛍光を示すことを報告したが、本年度はさらに種々のフェニル置換体を合成し、置換位置と蛍光特性との関連について調べた。Phtpyと同じくパラ位にフェニル基を持つ4-置換体と4,4"-置換体の蛍光量子収率(Φ)は、phtpyの1/10以下であった。また、6-置換体はほとんど蛍光を示さなかった(Φ<0.01)が、6,6"-置換体は、Φ〜0.2程度であったが、phtpyと同様の位置(〜350nm)に蛍光が観測された。以上から、置換位置が蛍光特性に大きく影響することが示された。
一連のフェニル置換tpyについて、分子軌道計算法PM3を適用したところ、HOMOおよびLUMOはそれぞれπおよびπ^*型であることが明らかとなった。またINDO/S法による吸収スペクトル計算は実験結果とよく一致し、いずれの最低励起バンドもHOMO→LUMOのπ-π^*と、n-π^*との混合モードであった。
昨年度報告した、新規の蛍光性ビピリジルである7-アミノジピリド[3,2-a:2',3'-c]フェナジン(DPPZ-NH2)について、その光機能性を検討をした。すなわち、ルテニウム錯体([Ru(bpy)_2(DPPZ-NH2)])を励起エネルギードナーとし、7-位にアミド結合を介して導入した種々のアクセプターに対するエネルギー移動を調べた。その結果、いずれの場合も励起エネルギー移動が観測され、またアクセプター性が大きくなるに従って、エネルギー移動効率は大きくなるという相関関係が見られた。このことから、[Ru(bpy)_2(DPPZ-NH2)]が新規光増感ユニットとなりうることが確認された。

研究成果

• [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)
• [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)
• [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)
• [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)
• [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)
• [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)