| 研究課題/領域番号 |
15K13671
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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 |
清水 正毅 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 教授 (10272709)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 遅延蛍光 / イソフタル酸 / 凝集誘起発光 |
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| 研究実績の概要 |
新規熱活性化遅延蛍光材料として、２－アミノイソフタル酸ジエステルを設計した。標的とするジメチルエステルは、まず市販の２－ブロモイソフタル酸ジメチルに対して、パラジウム触媒を用いてアニリン誘導体もしくはベンジルアミンをカップリングしたのち、得た第二級アミンを、ヨードメタンを用いてメチル化する、あるいは銅触媒とヨウ化アリールを用いてアリール化することにより合成した。また、ジアリールエステルは、ジメチルエステルを加水分解してイソフタル酸誘導体に導き、これを酸塩化物に変換したのちフェノール誘導体と縮合することにより得た。合成した２－アミノイソフタル酸ジエステルは、溶媒２－メチルテトラヒドロフラン中では全くあるいはほとんど蛍光を示さなかった。それに対し、それらの粉末は、青色から緑色の蛍光を量子収率0.06～0.48で発した。すなわち、設計分子は、まず凝集誘起発光性を示す発光団であることを明らかにした。続いて、この発光団をポリメチルメタクリレート薄膜に分散し、その発光性を真空下および大気下で測定したところ、真空下ではナノ秒オーダーとミリ秒オーダーの寿命をもつ発光成分が含まれていた。一方、大気下での蛍光はナノ秒オーダーの発光成分のみを観測した。また、発光量子収率は、真空下に比べて大気下では約0.02～0.14低下した。さらに発光スペクトルは、いずれの条件下においても同じであった。以上のことから、今回設計した２－アミノイソフタル酸ジエステルが、期待通り遅延蛍光性を示す発光材料であることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
２ーアミノイソフタル酸ジエステルが、期待通り遅延蛍光性材料となることを明らかに、分子軌道計算による解析から、アミノ基をアルコキシカルボニル基二つで挟むと、最高被占軌道と最低空軌道の重なりが小さくなることを認め、その分子設計の有効性を確認することができた。これらの成果は、分子軌道計算による予測の有用性を示しており、さらなる分子設計を進める上でも有益な情報をもたらすと考えている。これらのことから、本研究は概ね順調に進展していると判断される。
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| 今後の研究の推進方策 |
発光団のコアであるベンゼン環に置換する電子供与基（アミノ基）と電子求引基（アルコキシカルボニル基やアシル基）の数、相対配置、組み合わせが遅延蛍光性の発現に及ぼす効果をさらに明らかにしていくために、まず１，３－ジアミノ－２－アロイルベンゼンや１，３－ジアミノ－２－アルコキシカルボニルベンゼンの合成および物性評価を進める。続いて、電子供与基をアミノ基からアルコキシ基やアルキルチオ基に、電子求引基にアリールスルホニル基やボリル基などを選び、対応するドナー、アクセプター置換ベンゼンの設計、合成および機能評価を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
標的分子を合成する反応の収率が、想定よりも良好であり、その分合成反応に必要な薬品、触媒、またその精製および単離に必要な溶媒などの使用量が予定よりも少なく済んだため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度使用額は、平成２９年度に合成予定の発光団の合成に必要な有機薬品、有機溶媒、不活性ガスなどの物品購入に主に使用する予定である。
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