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2013 年度 実績報告書

環境応答型強発光性スイッチ分子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23550047
研究機関金沢大学

研究代表者

前多 肇  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (40295720)

研究分担者 千木 昌人  金沢大学, 物質化学系, 教授 (90135046)
キーワードピレン / ピレノファン / デンドリマー / エキシマー / 金属イオン / 吸収 / 蛍光 / スイッチ分子
研究概要

環境応答型強発光性スイッチ分子の開発を目的として研究を行い、最終年度は以下の知見を得た。
(1)テトラエチニルピレンにベンゾクラウンエーテル部位を4個取り付けた分子を合成し、金属イオン認識能を調べた。その結果、特にマグネシウムイオンを添加することにより、吸収と蛍光が短波長シフトし、蛍光強度が増大することが明らかになった。この現象は、錯形成によるHOMOレベルの低下、分子間静電反発による濃度消光の減少、熱的失活過程の抑制により説明可能である。
(2)クラウンエーテル部位を有する(1,3)ピレノファン類を合成し、金属イオン認識能を調べた。その結果、24-クラウン-6型の環状化合物はバリウムイオンを選択的に認識し、分子内エキシマー蛍光が減少することを見出した。また、18員環および30員環を有する(1,8)ピレノファン類の合成にも成功した。蛍光スペクトルおよび温度可変NMRを測定した結果、30員環の化合物には立体配座異性体であるシン体とアンチ体の平衡が存在するのに対し、18員環の化合物は大きくシン体に偏っていることが分かった。分子軌道計算からも、この現象を支持する結果が得られた。
(3)ピレンをコアとし、ベンジロキシユニットをデンドロンの単位とするデンドリマー型分子を合成した。蛍光スペクトルを測定したところ、デンドロンの世代が上がるにつれて酸素による蛍光消光の度合いが小さくなり、エキシマー発光の強度が減少した。固体の色は世代の上昇とともに赤から黄色へと変化した。これらの結果は、高濃度溶液や固体材料でも強い蛍光を発するためには、発光部位を包み込むような分子設計が重要であることを示している。
研究期間全体を通じて、外部環境(例えば、温度、溶媒、金属イオンの有無)により蛍光の色と強度が変わる強発光性スイッチ分子の設計と合成、吸収および蛍光特性について、多くの有益な成果が得られた。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Formation of a New Benzotriquinane Skeleton via Intramolecular Photocycloaddition Reactions of a Phenylethynes Moiety to a 1-Cyanonaphthalene Ring System2014

    • 著者名/発表者名
      Mizuno, K., Negoro, N., Nagayama, Y., Maeda, H., Ikeda, H
    • 雑誌名

      Photochem. Photobiol. Sci

      巻: 13(2) ページ: 145-148

    • DOI

      10.1039/C3PP50243K

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emission and transient absorption measurements of substitution effects of C-C triple bonds on relaxation processes of the fluorescent state of naphthalenes2013

    • 著者名/発表者名
      Yamaji, M., Maeda, H., Minamida, K., Maeda, T., Asai, K., Konishi, G., Mizuno, K
    • 雑誌名

      Res. Chem. Intermed

      巻: 39(1) ページ: 321-345

    • DOI

      10.1007/s11164-012-0652-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved Efficiency and Product Selectivity in the Photo-Claisen Type Rearrangement of an Aryl Naphthylmethyl Ether Using a Microreactor/Flow System2013

    • 著者名/発表者名
      Maeda, H., Nashihara, S., Mukae, H., Yoshimi, Y., Mizuno, K
    • 雑誌名

      Res. Chem. Intermed

      巻: 39(1) ページ: 301-310

    • DOI

      10.1007/s11164-012-0650-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 2-(ベンジロキシメチル)ナフタレン類の吸収・蛍光特性と光反応性2014

    • 著者名/発表者名
      平田良介, 前多肇, 千木昌人
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-30
  • [学会発表] 1,8-ビス(ピレン-1-イルエチニル)ナフタレン類の合成とその分子内エキシマー発光2014

    • 著者名/発表者名
      濱塚明宣,松野 佑,前多 肇,千木昌人
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 1,3,6,8-テトラシリルピレン誘導体の吸収・蛍光特性に及ぼすケイ素上の置換基の効果2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 翼,前多 肇,千木昌人
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] ベンゾクラウンエーテル-エチニルピレン連結系分子に基づく金属イオン応答型蛍光センサーの開発2014

    • 著者名/発表者名
      田中一弘,荒谷萌菜,前多 肇,千木昌人
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Effect of Substituents on Silicon Atoms upon Absorption and Fluorescence Properties of Tetrasilylpyrenes and Tetrakis(silylethynyl)pyrenes2014

    • 著者名/発表者名
      H. Maeda, T. Suzuki, T. Shoji, and M. Segi
    • 学会等名
      The 14th International Symposium Organized by Institute for Chemicl Research, Kyoto University (ICRIS’14) “The Science and Technology of Smart Materials”
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパスおうばくプラザ
    • 年月日
      20140310-20140312
  • [学会発表] ベンゾクラウンエーテル-テトラエチニルピレン連結系分子に基づく金属イオン応答型蛍光センサーの開発2013

    • 著者名/発表者名
      田中一弘,前多 肇,千木昌人
    • 学会等名
      平成25年度有機合成化学北陸セミナー
    • 発表場所
      石川県青少年総合研修センター
    • 年月日
      20131004-20131005
  • [学会発表] 1,8-ビス(ピレン-1-イルエチニル)ナフタレン類の合成とその分子内エキシマー発光2013

    • 著者名/発表者名
      濱塚明宣,松野 佑,前多 肇,千木昌人
    • 学会等名
      平成25年度有機合成化学北陸セミナー
    • 発表場所
      石川県青少年総合研修センター
    • 年月日
      20131004-20131005
  • [学会発表] テトラシリルピレン誘導体の吸収・蛍光特性に及ぼすケイ素上の置換基の効果2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木翼, 前多肇, 千木昌人
    • 学会等名
      平成25年度有機合成化学北陸セミナー
    • 発表場所
      石川県青少年総合研修センター
    • 年月日
      20131004-05
  • [学会発表] ピレノクラウンエーテルの合成とその金属イオン認識に基づく蛍光の変化2013

    • 著者名/発表者名
      広瀬研二, 前多肇, 千木昌人
    • 学会等名
      平成25年度有機合成化学北陸セミナー
    • 発表場所
      石川県青少年総合研修センター
    • 年月日
      20131004-05
  • [学会発表] テトラシリルピレンおよびテトラキス(シリルエチニル)ピレン誘導体の吸収・蛍光特性に及ぼすケイ素上の置換基の効果2013

    • 著者名/発表者名
      前多 肇,鈴木 翼,庄司智一,千木昌人
    • 学会等名
      第60回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      学習院大学目白キャンパス
    • 年月日
      20130913-20130915
  • [学会発表] 1,8-ビス(ピレン-1-イルエチニル)ナフタレン類の合成とその分子内エキシマー発光2013

    • 著者名/発表者名
      濱塚明宣,松野 佑,前多 肇,千木昌人
    • 学会等名
      2013年光化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学城北地区
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] ベンゾクラウンエーテル-テトラエチニルピレン連結系分子に基づく金属イオン応答型蛍光センサーの開発2013

    • 著者名/発表者名
      田中一弘,荒谷萌菜,前多 肇,千木昌人
    • 学会等名
      2013年光化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学城北地区
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] ピレノクラウンエーテルの合成とその金属イオン認識に基づく蛍光の変化2013

    • 著者名/発表者名
      広瀬研二, 前多肇, 千木昌人
    • 学会等名
      第24回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      学習院大学目白キャンパス
    • 年月日
      20130905-07
  • [図書] 実践・化学英語リスニング 物理化学編 世界のトップの化学者と競うために2014

    • 著者名/発表者名
      前多 肇,他(分担執筆)
    • 総ページ数
      154(14-19)
    • 出版者
      化学同人
  • [備考] 精密有機合成化学研究室ホームページ

    • URL

      http://kohka.ch.t.kanazawa-u.ac.jp/lab4/lab4.html

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公開日: 2015-05-28  

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