研究課題
基盤研究(C)
本研究では有機合成的手法により化学発光のしくみの未解明部分に検討を加え、発光メカニズムのより深い理解を進めることを目的として、過シュウ酸エステル化学発光ならびにフタルヒドラジド化学発光に関する研究を行った。さらに、化学発光の分子センシング等への応用を考慮してジスチリルベンゼン蛍光剤の化学環境への応答について検討した。過シュウ酸エステル化学発光については従来用いられていなかった電子供与性脱離基を有するシュウ酸エステルを合成し、詳しく検討することによって、分子内で電子的相互作用することが判明し、新たな切り口から電子移動が関与するメカニズムを強く支持する結果を得た。また、非常に興味深い現象としてこれら電子的相互作用によるエキシマー発光が観測されたことは過シュウ酸エステル化学発光の新機軸である。フタルヒドラジド化学発光については、種々の電子的効果を発現できる系を設定し、その効果によって発光の態様が変化することを明らかとした。構造を種々設定することにより発光を制御できることはこの発光系に分子認識などの機能をもたせるために非常に重要な知見となる。一方、上記の化学発光研究において蛍光剤あるいは発光物質の部分構造としても利用されているジスチリルベンゼン蛍光剤のミクロ環境への応答性について検討を行った。新たに合成して得られたpull-pushタイプのものでは、プロトン性溶媒中で顕著な蛍光消光が観測された。この結果を応用すれば、通常の方法では知りえない物質のpKaが予測可能である。また、強力な電子供与性蛍光剤においては、塩素化合物、ニトロ化合物、ホウ素酸類、特定の金属イオンにより蛍光昇降されることがわかった。詳細な測定実験によりこれらの蛍光消光が電子移動によるものであることが判明した。今後、本研究で得たこれらの成果をもとにしてさらに化学発光のメリットを駆使した分析法や他分野への応用へと展開する予定である。
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