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有機化学発光反応のうち代表的なシュウ酸エステルとフタルヒドラジドなどの反応についてその発光メカニズムならびに応用に向けた研究を行った。
まず、過シュウ酸エステル化学発光に関して、有機合成的手法により種々のシュウ酸エステルを合成し、それらの発光効率を比較検討することで、反応機構に関する有益な知見を得た。エネルギー受容部を分子内に組み込んだシュウ酸エステルの系においてエネルギー供与部との距離と発光効率の相関関係が見られたことから、高エネルギー・反応中間体を特定することができた。また、電子供与性脱離基を分子内に導入したシュウ酸エステルにおいては、通常の過シュウ酸エステルとは異なる挙動を示したことから、発光のための励起種生成において電子移動が関与する機構が支持された。これらの研究の過程でエキシマー生成による赤色発光を観測し、貴重な反応例を提供することができた。さらに、界面活性剤の効果についてもアニオン性のものとカチオン性のものでは顕著な相違を示したことから、高エネルギー中間体と蛍光剤との相互作用に関する新たな知見が得られた。また、一連の過シュウ酸エステル化学発光の研究の蓄積による大きな成果として、電子供与性アミンによる化学発光の消光を亜鉛イオン添加によって発光を復活させることができたことが挙げられる。これは、この発光が電子移動を含む機構であることを決定的に証明するとともに、生体内で重要な役割を担う亜鉛イオンの検出、定量に応用できるものである。
一方、フタルヒドラジド化学発光についても、種々の誘導体を合成して検討したところ、クラウンエーテル部位をもつ新規フタルヒドラジドではその発光が金属イオンの有無で制御されることが明かとなった。これは、金属イオンセンサーとしての応用の可能性を示唆するものである。
以上、本年度は、過シュウ酸エステル化学発光およびフタルヒドラジド化学発光の研究においてかなりの成果を挙げることができた。
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