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2013 年度 実績報告書

メタルフリー型有機ボロン錯体を基盤とする常温燐光物質の創成

研究課題

研究課題/領域番号 13J10489
研究機関大阪府立大学

研究代表者

酒井 敦史  大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワード常温燐光結晶 / 凝集誘起発光 / 分子間相互作用 / 重原子効果 / メタルフリー材料 / ハロゲン結合 / 水素結合 / 励起マルチマー
研究概要

本研究は, ハロゲン原子(塩素, 臭素, およびヨウ素)を導入したジアロイルメタナートボロンジフロリド誘導体1a-cBF_2を新規合成し, ハロゲン原子の内部および外部重原子効果によって, 新規常温燐光材料を創成することを目的としている. 平成25年度では, 申請書に従い研究を遂行し, 以下の三点を達成した.
①ハロゲン原子置換体1a-cBF_2の新規合成
新規合成した、1a-cBF_2を核磁気共鳴, 元素分析等によって同定し, 純度を確認した. また, 来年度の目標であった1a-cBF_2の結晶構造解析にも成功した.
②溶液中における1a-cBF_2の発光特性に対する内部重原子効果および外部重原子効果の評価
n-BuCI溶液中における1a-cBF_2は常温で蛍光のみを示した. 一方, その溶液を低温にすることで, よりヨウ素原子を有する1cBF_2は蛍光に加えて, 長波長領域に燐光を示した. このことから1BF_2の発光特性に内部重原子効果が顕著に働くことがわかった. さらに, n-BuCl裏溶液中に重原子(CH_3I)を添加すると1a, bBF_2も低温下で燐光を示した, このことから外部原子効果が1BF_2の発光特性に顕著に働くことを明らかにした.
③結晶状態における1a-cBF_2の発光特性の評価
燐光スペクトル測定, 燐光寿命測定の結果から, ヨウ素原子置換体1cBF_2の結晶のみが常温燐光を示した. 興味深いことに, その1cBF_2結晶の発光量子収率は0.25であり, 非常に珍しい高効率な常温燐光結晶であることを明らかにした.

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

本年度ならびに来年度の研究計画の①ハロゲン原子置換体1a-cBF_2の新規合成, ②溶液中における1a-cBF_2の発光特性に対する内部重原子効果および外部重原子効果の評価, ③結晶状態における1a-cBF_2の発光特性の評価をおこない, その詳細な結果を"ハロゲン原子を有するジアロイルメタナートボロンジフロリドの発光特性"というタイトルで日本化学会第94春季年会等にて発表できた.

今後の研究の推進方策

現在の課題は1cBF_2の常温燐光メカニズムが十分に解明されていないことである. 本年度に得られた1a-cBF_2の結晶構造をもとにして, その結晶構造と燐光特性の関係を密度汎関数理論計算等により明らかにする. また, さらに高効率な常温燐光結晶の創成を試みる.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Remarkable Difference in Fluorescence Lifetimes of the Crystalline States of Dibenzoylmethanatoboron Difluoride and Its Diisopropyl Derivative2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M. ; Ohta, E. ; Sakai, A. Yoshimoto, Y. ; Mizuno, K. ; Ikeda, H.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letter

      巻: 54 ページ: 4380-4384

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2013.05.120

    • 査読あり
  • [学会発表] 蛍光性メカノクロミズムを示す有機ボロン錯体の熱戻り反応に及ぼす置換基効果.2014

    • 著者名/発表者名
      狭山雄大, 酒井敦史, 池田浩, 緒方雄大, 田中敬二, 伊藤冬樹
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-03-29
  • [学会発表] ハロゲン原子を有するジアロイルメタナートボロンジフロリドの発光特性2014

    • 著者名/発表者名
      酒井敦史, 田中未來, 太田英輔, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-03-27
  • [学会発表] 結晶構造により制御されるジアロイルメタナートボロンジフロリドの発光特性2014

    • 著者名/発表者名
      田中未來, 酒井敦史, 吉本裕一, 太田英輔, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-03-27
  • [学会発表] ジグザグ形カーボンナノチューブセグメント構築を目指した環状ポリフェーレン化合物の合成と物性2014

    • 著者名/発表者名
      関口龍太, 酒井敦史, 池田浩, 川上淳, 伊東俊司
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-03-27
  • [学会発表] 有機ボロン錯体のメカノ及びサーモフルオロクロミック特性2013

    • 著者名/発表者名
      池田浩・酒井敦史・田中未來・太田英輔・吉本裕一・水野一彦
    • 学会等名
      第七回有機π電子系シンポジウム
    • 発表場所
      高崎
    • 年月日
      2013-12-13
  • [学会発表] 結晶構造によって制御された有機ボロン錯体のデュアルフルオロクロミズム2013

    • 著者名/発表者名
      酒井敦史・田中未來・太田英輔・吉本裕一・水野一彦・池田浩
    • 学会等名
      第40回有機典型元素化学討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2013-12-06
  • [学会発表] White Light Emission from Diaroylmethanatoboron Difluoride2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M. ; Sakai, A. Ohta, E. ; Yoshimoto, Y. ; Mizuno, K. ; Ikeda, H.
    • 学会等名
      The 9th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
    • 発表場所
      Soul, Korea
    • 年月日
      2013-11-27
  • [学会発表] White Light Emission from Diaroylemethanatoboron Difluoride Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M. ; Sakai, A. ; Ohta, E. ; Yoshimoto, Y. ; Mizuno, K. ; Ikeda, H.
    • 学会等名
      The First OPU-TKU International Symposium on Frontier Chemistry and Materials for the 21^<st> Century
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2013-11-19
  • [学会発表] 有機ポロン錯体のデュアルフルオロクロミズム : 結晶構造との相関2013

    • 著者名/発表者名
      酒井敦史, 太田英輔, 田中末來, 吉本裕一, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      第22回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2013-10-31
  • [学会発表] [2.2]パラシクロファン置換型有機ボロン錯体の発光特性と結晶構造2013

    • 著者名/発表者名
      田中未來, 村岡峻祐, 酒井敦史, 太田英輔, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      第3回 CSJ化学フェスタ2013
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-10-23
  • [学会発表] [2.2]パラシクロファン骨格を有するジアロイルメタナートボロンジフロリドの結晶構造と光学特性2013

    • 著者名/発表者名
      田中未來, 村岡峻祐, 酒井敦史, 太田英輔, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      2013年光化学討論会
    • 発表場所
      愛媛
    • 年月日
      2013-09-11
  • [学会発表] ジアロイルメタナートポロン錯体のデュアルフォトクロミック特性2013

    • 著者名/発表者名
      酒井敦史, 田中未來, 吉本裕一, 太田英輔, 水野一彦, 池田 浩
    • 学会等名
      第24回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-09-05
  • [学会発表] [2.2]パラシクロファン骨格を有するジアロイルメタナートボロンジフロリド誘導体の結晶構造と光学特性2013

    • 著者名/発表者名
      田中未來, 村岡峻祐, 酒井敦史, 太田英輔, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      第24回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-09-05
  • [学会発表] White Emission from a Single Component System : Remarkable Concentration Effects on the Fluorescence of Diaroylmethanatoboron Difluoride2013

    • 著者名/発表者名
      Sakai, A. ; Tanaka, M. ; Ohta, E. ; Yoshimoto, Y. ; Mizuno, K. ; Ikeda, H.
    • 学会等名
      11^<th> international Symposium on Functional π-Electron Systems (Fπ-11)
    • 発表場所
      Archachon, France
    • 年月日
      2013-06-06

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公開日: 2015-07-15  

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