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2020 年度 実績報告書

多成分系分子の自己組織化を利用した発光寿命可変材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04875
研究機関九州大学

研究代表者

小野 利和  九州大学, 工学研究院, 准教授 (20643513)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード超分子発光体 / 包接結晶 / 項間交差 / 外部重原子効果 / 室温燐光発光 / 多孔性材料 / 電荷移動錯体 / 折尺型分子
研究実績の概要

ナフタレンジイミド誘導体に柔軟なリンカーを介してヨードベンゼン、ブロモベンゼン、クロロベンゼンを修飾したドナーアクセプタードナー型分子の系統的な合成を行った。結果として、2-クロロベンゼンを修飾した化合物は固体中において蛍光発光を示し、2-ブロモベンゼンを修飾した化合物は蛍光と燐光のデュアル発光を示し、2ヨードベンゼンを修飾した化合物は、赤色から近赤外領域に燐光発光を示す材料として機能することを見いだした。単結晶X線構造解析の結果、ナフタレンジイミドと2-ハロベンゼンが分子間で電荷移動相互作用を介して積層していることが観測された。なかでも2-ヨードベンゼンを修飾した分子においては、固体中においてヨウ素原子による外部重原子効果によって、励起1重項と励起3重項の項間交差が促進され、結果として燐光発光を示したと考えられる。これはスピン軌道相互作用を加味した分子軌道計算からも示唆される結果であった。得られた結晶材料は、疎水性のため水中では懸濁溶液として燐光発光を示すことが明らかとなった。
またナフタレンジイミド誘導体に柔軟なリンカーを介して、種々の芳香族分子を修飾したドナーアクセプタードナー型分子の系統的な合成を行ない、そのいくつかが固体中でDMF等のゲスト分子を含む多孔性電荷移動錯体となることが分かった。興味深いことに、ジクロロメタンに浸漬することにより、DMFからジクロロメタンにゲスト交換が生じる単結晶ー単結晶相転移を示し、これに付随して電荷移動相互作用に摂動が生じ、結果として吸収や発光特性変化を示すことが見いだされた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Dinuclear Triple-Stranded Helicates Comprising Al(III), Ga(III), or In(III) and a Hydrazine-Linked Bisiminopyrrolyl Ligand: Synthesis, Structure, Optical Resolution, and Chiroptical Properties2021

    • 著者名/発表者名
      Ishihama Kohei、Ono Toshikazu、Okawara Toru、Harada Takunori、Furusho Kiyonao、Hasegawa Masashi、Nojima Yuki、Koide Taro、Abe Masaaki、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 94 ページ: 573~578

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200327

  • [雑誌論文] Room‐temperature Phosphorescence Emitters Exhibiting Red to Near‐infrared Emission Derived from Intermolecular Charge‐transfer Triplet States of Naphthalenediimide‐Halobenzoate Triad Molecules2021

    • 著者名/発表者名
      Ono Toshikazu、Kimura Kazuki、Ihara Megumi、Yamanaka Yuri、Sasaki Miori、Mori Hirotoshi、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/chem.202100906

  • [雑誌論文] Vapochromism of Organic Crystals Based on Macrocyclic Compounds and Inclusion Complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Ono Toshikazu、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 12 ページ: 1903~1903

    • DOI

      10.3390/sym12111903

  • [雑誌論文] Vapoluminescence Behavior Triggered by Crystal-State Complexation between Host Crystals and Guest Vapors Exhibiting No Visible Fluorescence2020

    • 著者名/発表者名
      Ogoshi Tomoki、Hamada Yukie、Sueto Ryuta、Kojima Ryosuke、Sakakibara Fumiyasu、Nagata Yuuya、Sakata Yoko、Akine Shigehisa、Ono Toshikazu、Kakuta Takahiro、Yamagishi Tada-aki
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 20 ページ: 7087~7092

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.0c00982

  • [雑誌論文] Rectangular Holes in Porphyrin Isomers Act As Mono- and Binucleating Ligands: Stereochemistry of Mono- and Diboron Porphycenes and Their Protonation Behaviors2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Ning、Ono Toshikazu、Morita Yoshitsugu、Komatsu Teruyuki、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 ページ: 574~583

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c01266

  • [雑誌論文] Dinuclear Triple‐Stranded Helicates Composed of Tetradentate Ligands with Aluminum(III) Chromophores: Optical Resolution and Multi‐color Circularly Polarized Luminescence Properties2020

    • 著者名/発表者名
      Ono Toshikazu、Ishihama Kohei、Taema Ai、Harada Takunori、Furusho Kiyonao、Hasegawa Masashi、Nojima Yuki、Abe Masaaki、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 ページ: 2614~2618

    • DOI

      10.1002/anie.202011450

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公開日: 2021-12-27  

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