σ-πおよびπ-π相互作用を用いた光エネルギー捕集・伝達系の創製とその物理過程

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550786
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 唐津 孝 千葉大学, 工学部, 助教授 (70214575)
• Keywords: 光化学 / 有機ケイ素化学 / エネルギー捕集 / エネルギー伝達

Research Abstract

複数の芳香環間に働くπ-π共役能や有機ケイ素化合物に働くσ共役能は興味深い現象であり新規な物性を有する材料の創製に有用である。特にケイ素鎖は同族の炭素の鎖からなる分子と異なった特性を有しており、その性質の解明は重要であり、それは主にSi価電子の低いイオン化電位や大きな3p軌道に基づいており、Si-Si結合でのσ共役能や芳香族化合物などのπ電子系とのσ-π共役能に基づく、発光材料やホール輸送材料としての新規な機能の発現に結びつくものと期待される。オレフィンの幾何異性体や、有機ケイ素化合物の主鎖のSi-Si単結合のコンホメーションを制御する事で、諸物性が変化する。光応答性官能基を主鎖・側鎖中に導入し、その光異性化・π-πスタッキング(エキシマー形成)・σ-π相互作用等により主鎖・側鎖の形状を変化させ、電子移動やエネルギー移動を制御する事を目的に、まず、主鎖や側鎖による光エネルギーの捕集・伝達メカニズムを解明した。(1)1-ナフチル基と9-アントリル基をケイ素鎖(鎖数n=1〜6、5を除く)で連結したオリゴシランを合成し、そのエネルギー・電荷移動過程をピコ秒時間分解蛍光を用いて行った。その結果、これまで知られている炭素鎖連結系とは異なった非常に高速のエネルギー移動が起きることを明らかにした。この事は、新たな光エネルギー捕集系を構築するための重要な第一歩と評価できる。(2)アルコキシ基を側鎖に有するポリシランを合成し、その吸収スペクトルの測定と動力学計算・分子軌道計算との比較により主鎖コンホメーションについて検討を加えた。その結果トランス体は長波長に吸収を持つものの、酸素原子間の静電的な反発によりねじれたコンホメーションが安定であり吸収スペクトルの長波長化が起こらないことを明らかにした。

Research Products

• [Publications] H.Kato, et al.: "Effects of Oxygen Atom in the Side Chain on Physical and Optical Properties of Dodecapentoxypentasilane"Chemical Physics Letters. 370. 154-160 (2003)
• [Publications] H.Kato, et al.: "How does an oxygen atom in the side chain affect the photophysical properties of alkoxy-substituted organopolysilane homopolymers and copolymers?"Polymer. (印刷中).