| 研究概要 |
ウミホタル生物発光系の発光基質イミダゾピラジノン化合物を研究対象として、発光の高効率化に働く化学励起機構の解明と化学発光の高性能化を目指した。以下の3項目の研究を進め、それぞれ下記の成果を得た。
[項目1]初年度に続き、化学励起過程へのπ共役置換基の効朱を調査するため、効朱的なπ共役置換基であるフェニレンエチニレン(PE)基を導入する分子設計を行った。実際にイミダゾピラジノン環の6,8位を中心にPE基を導入した誘導体を系統的に合成し、有機溶媒中での化学発光特性(反応速度、量子収率、発光極大波長、反応収率)を調べた。この結果、PE基のπ共役が分子骨格自身の反応性を大きく変化させることを見出した。特に、6位にPE基を有する誘導体では発光量子収率が向上することがわかった。PE基が化学励起過程に影響を及ぼす機構の解析は進行中である。
[項目2]化学励起における反応中間体の配座の役割を調べるため、人工反応場でのイミダゾピラジノン誘導体の化学発光性の調査を開始した。まず、疎水的な人工反応場と相互作用できる誘導体として、3,4,5-(トリアルゴキシ)フェニル基をイミダゾピラジノン環の2位に導入した新規な誘導体の合成を行い、良好な化学発光性を有することを見出した。これを踏まえ、トリアルコキシ基のアルキル鎖長を調整した誘導体を用いて、人工反応場内での化学発光性の調査を進めている。
[項目3]イミダゾピラジノン誘導体の化学発光性に及ぼす置換基効果において、未解明であった5位での効果を調査した。まず、基本的なπ共役置換基であるフェニル(Ph)基を5位に導入した誘導体および5位を含めた複数の位置にPh基を有する誘導体合成して、それらの化学発光性を調べた。この結果、5位へのPh基導入は量子収率の低下に働くものの、発光波長の長波長化には有効なことがわかった。
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